EP4419793A1 - Einrichtung zur wandlung von durch ein medium transportierter strömungsenergie in mechanische und / oder elektrische energie - Google Patents

Einrichtung zur wandlung von durch ein medium transportierter strömungsenergie in mechanische und / oder elektrische energie

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EP4419793A1
EP4419793A1 EP22800085.7A EP22800085A EP4419793A1 EP 4419793 A1 EP4419793 A1 EP 4419793A1 EP 22800085 A EP22800085 A EP 22800085A EP 4419793 A1 EP4419793 A1 EP 4419793A1
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EP
European Patent Office
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negative pressure
generating additional
medium
additional negative
media supply
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Pending
Application number
EP22800085.7A
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English (en)
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Gebhard Bernsau
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Ventostream Ag
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Publication date
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Pending legal-status Critical Current

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    • F03B17/061—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head" with rotation axis substantially in flow direction
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    • H02K7/00—Arrangements for handling mechanical energy structurally associated with dynamo-electric machines, e.g. structural association with mechanical driving motors or auxiliary dynamo-electric machines
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    • F05B2270/20—Purpose of the control system to optimise the performance of a machine

Definitions

  • the present invention relates to a device for converting flow energy transported through a medium into mechanical and/or electrical energy according to the preamble of patent claim 1.
  • DE 10 2010 024 621 A1 discloses an energy converter with a supply channel for a medium and a turbine wheel downstream of the supply channel, in which the turbine wheel is downstream of a converter wheel such that the converter wheel set in rotation by the medium can be accelerated to rotate the turbine wheel is.
  • This energy converter works efficiently and can convert the energy of a fluid flowing in a pipe part into energy with a relatively simple and compact structure.
  • the object of the present invention is to create a device for converting flow energy transported through a medium into rotary mechanical and/or electrical energy, which retains these properties but is even more efficient and can be adapted to the flow properties of the fluid. Furthermore, a constructive design is to be created that enables control and regulation of the energy converter for optimal use of the flow energy from water power and wind power or other flowing media. Furthermore, the production and use of such equipment should be climate-neutral and sustainable to a large extent and have a property that visually and otherwise has little negative impact on the landscape.
  • the device should be able to fulfill multi-functional tasks that go beyond the conversion of flow energy transported through a medium into rotational mechanical and / or electrical energy, which includes, among other things, creating such a device that, in addition to energy generation, environmentally friendly and during their use CO2-neutral cooling and ventilation of buildings and rooms.
  • the device enables the conversion of flow energy transported through a medium into mechanical and/or electrical energy.
  • the mechanical energy can be of rotational or pumping origin.
  • the device described there includes, among other things
  • a so-called converter wheel which is a device for generating additional negative pressure in relation to the atmospheric pressure present in the device and thus for further increasing the pressure difference after the turbine wheel compared to atmospheric pressure, whereby the inflow speed of the fluid into the the housing surrounding the turbine wheel is enlarged, • at least one generator.
  • the device for generating additional negative pressure is arranged behind the turbine wheel, viewed in the direction of flow of the medium. It is rotatable and is preferably located in the same axial direction as the turbine wheel.
  • the speed of the converter wheel can be differentially increased by the drive motor. This increases the pressure difference that exists between the pressure of the medium in the housing surrounding the turbine wheel and the pressure in the region of the turbine wheel.
  • the housing surrounding the turbine wheel can be designed as a supply channel for water, air or other flowing media. This results in a significantly higher flow rate of the medium in the housing or feed channel, i. H. a much larger kinetic energy of the medium.
  • the diameter of the turbine wheel of the energy converter according to the invention can be comparatively small as a result of this generic prior art. Furthermore, because of the large number of blade parts of the turbine wheel combined with the corresponding number of guide vane parts of the guide vane ring of what is known there as a molded part of the turbine wheel, the efficiency is significantly increased compared to the conventional wind wheel. With the same performance of a wind turbine and the present energy converter, the construction of the present energy converter can be relatively small. In addition, conventional wind turbines have to be switched off at high wind speeds.
  • This well-known energy converter is compact, light, inexpensive to manufacture, easy to transport and assemble, relatively insensitive to lightning. It can be set up and operated on the ground, on buildings, terraces, etc. Even in this known embodiment, there is no risk of damage in the event of sudden gusts of wind.
  • the housing surrounding the turbine wheel which can be designed as a supply channel, is not limited to a particular spatial-geometric configuration. It is preferably formed as a tube part, with a molded part protruding into the end region of the tube part being arranged on the side of the tube part facing the turbine wheel.
  • the shaped part is designed in such a way that it directs the medium from the longitudinal axis of the tube part in the direction of the inner wall of the tube part.
  • the molded part is conical and arranged concentrically to the tubular part.
  • the molded part has guide vane parts on its outer circumference, which each run in the direction of the longitudinal axis of the pipe part and are spaced uniformly from one another on the outer circumference of the pipe part. In this way, a flow channel is formed between two adjacent guide vane parts, a corresponding area of the outer circumference of the molded part and a corresponding area of the inner wall of the pipe part, which flow channel leads to the blade parts of the turbine wheel.
  • the blade portions of the turbine wheel are evenly spaced around a circumference of the turbine wheel. They extend away from the molding to the side of the converter wheel and are inclined in the circumferential direction of the turbine wheel.
  • the turbine wheel is connected to a turbine shaft, which is non-rotatably connected to a generator to generate electricity.
  • the converter wheel is in turn arranged in a rotationally fixed manner on a rotatable hollow shaft. It has two parallel, spaced-apart circular disks, in the intermediate space of which are arranged channels which run outwards from its center and open outwards, in which the medium is guided outwards when the converter wheel rotates.
  • the channels each comprise a first area that runs radially outwards from a central antechamber assigned to all channels and a second area that is angled radially outwards from the first area approximately in the circumferential direction of the converter wheel and opens outwards.
  • the channels are each formed by guide plates arranged between the circular disks.
  • Air is particularly preferably used as the medium.
  • an atomizer unit is arranged in the supply channel, preferably on the side facing away from the turbine wheel, through which a liquid or vaporous medium is can be inserted into the supply channel, which is preferably water, atomized water droplets or atomized oil.
  • Fig. 0-1 a perspective view of an embodiment of the known energy converter
  • Fig. 0-2 shows a section through the energy converter of Fig. 0-1
  • Fig. 0-3 an interior view of the profile part 114 as a section through the energy converter of Fig. 0-1,
  • Fig. 0-4 a known design of the turbine wheel with connection to the generator
  • Fig. 0-4a, 0-4b representations to explain the structure and the function of the known converter wheel.
  • the embodiment of the energy converter shown in FIG. 0-1 and FIG Take up parts of the so-called converter wheel 50 and the turbine wheel 80.
  • the converter wheel 50 is arranged downstream of the turbine wheel 80, viewed in the inflow direction 110 of the relevant fluid.
  • the profile part 114 accommodates further functional components, such as the generator 85, which is connected via a turbine shaft 81 to the turbine wheel 80 arranged in the housing of the profile part 113, Fig. 0-3.
  • the kinetic energy of the turbine wheel 80 is transferred to the turbine shaft 81 with a high degree of efficiency (FIGS. 0-3).
  • the high speed of the turbine shaft 81 can be reduced via a gear 82, with the corresponding torque being increased.
  • the converter wheel 50 and the turbine wheel denoted by 80 are rotatably mounted, with the turbine wheel 80 being connected to the turbine shaft 81 in a torque-proof manner.
  • the generator 85 is rotatably mounted on the turbine shaft 81, which generates electrical energy when the turbine shaft 81 rotates.
  • the profile part 114 contains the drive motor 57 for the converter wheel 50 and an additional generator 116 connected to it via a gear 117.
  • the rotation of the drive motor 57 is transmitted to the converter wheel 50 by means that are at the discretion of a person skilled in the art.
  • the profile part 113 accommodates a pipe part 100 serving as a feed channel.
  • the fluid in question can flow into the interior of the supply channel through the front opening of the supply channel; the inflow direction is identified by the reference numeral 110, Fig. 0-2.
  • the shaped part 90 In the end area of the pipe part 100 facing the device for generating additional negative pressure 50 is the shaped part 90, which has a conically widening shape, with guide vane parts 91 being fixed to the end area of the conical shaped part 90 facing the converter wheel 50, spaced evenly apart from one another in the circumferential direction. which extend radially outwards from the molded part 90 to the inner wall of the tubular part 100, FIGS. 0-2, 0-4.
  • the vane parts 91 form a vane ring.
  • Fig. 0-4 below the pipe part 100 and also below the ring of guide vanes is the turbine wheel 80.
  • Fig. 0-2 which has been rotated counterclockwise by 90°, the turbine wheel 80 is seen in the inflow direction 110 on the left after the guide vane parts (without reference number ) arranged.
  • the blade portions 87 of the turbine wheel 80 extend away from the mold portion 90 toward the generator 85 side and are inclined in the circumferential direction of the turbine wheel 80 opposite to the portions 94 of the guide blade portions 91 .
  • the converter wheel 50 comprises between two circular discs 51a and 51b equally spaced channels 48 in the circumferential direction, each of which runs radially outwards from the center 47 of the converter wheel 50 and shortly before the outer diameter of the converter wheel 50 at an angle the direction of rotation of the Converter wheel 50 run.
  • the channels 52 open radially on the inside into an annular antechamber 46 which is common to them and which surrounds the annular hub part 54 of the converter wheel 50 .
  • the hub part 54 runs with its area 54a facing the disk part 51a in an arc shape outwards from the longitudinal axis of the converter wheel 50 . This ensures a particularly good and turbulence-free flow of the medium from the antechamber 46 into the channels 48 .
  • the hub part 54 can run with its area 54b concentrically to the longitudinal axis of the converter wheel 50 and to the annular channel 41 of the disc part 51a spaced apart from it.
  • the individual channels 48 are each formed by baffles 44 and 45 in the in the
  • the centrifugal force Fzl pushes the medium in the channels 48 to the outside. At the radius r2, just before the right-angled bend of the channels 48, the centrifugal force Fz2 occurs:
  • the centrifugal force Fz2 accelerates the mass m of the medium to a speed v3, taking the friction loss into account. At this point, i. H. ie shortly before the curvature of the channels 48 occurs a kinetic energy W3 to be calculated for the mass m of the medium.
  • the medium is deflected against the direction of rotation by the curvature of the channels 48 and, after the curvature, experiences a speed v4 which, because of the friction losses, is less than the speed v3. This results in the kinetic energy W4 to be calculated.
  • the medium leaves the converter wheel 50 with a kinetic energy W4. This creates a recoil with the same energy. This energy helps drive the converter wheel 50 .
  • a negative pressure is created in the antechamber 46, which causes the external atmospheric pressure 62 to accelerate the medium in front of the converter wheel 50 and to feed it to the converter wheel 50 through the ring channel designated 41 (FIGS. 0-4b).
  • the pressure difference can be increased by increasing the speed of the converter wheel 50 driven by the drive motor 57 .
  • the volume flow 40 is deflected by the molded part 90 in such a way that an optimal pressure is exerted on the blade parts 87 of the turbine wheel 80 .
  • An overall profile part 112 is fastened to the outwardly opening tube part 100 which, with a profile area 113, surrounds a tube part 100 referred to as the supply channel.
  • the profile area 113 extends in the direction of the converter wheel 50.
  • the overall profile part 112 also includes a further profile area 114, which, starting from the converter wheel 50, leads to the side facing away from the profile area 113 and at the same time serves to cover the generator and the drive compartment.
  • the overall profile part 112 is arranged coaxially to the longitudinal axis, which preferably runs horizontally, or to the center 47 .
  • the overall profile part 112 is a round shaped part which is profiled in such a way that the flow 106 is accelerated at the profile contour, with a negative pressure being produced at the upper side of the overall profile part 112 in a manner similar to the wing profile of an airplane.
  • the flow 107 intensifies the flow 106 and thus increases its speed.
  • the flows around 106, 107, 108 all lead in the direction of the “outgoing” wind flow 111.
  • the wind direction of the inflowing wind flow is denoted by 105.
  • the flow 106 with the increased speed entrains the air flowing out of the converter wheel 50 and thus accelerates the outflow 109 at the converter wheel 50 . This in turn causes a negative pressure in the converter wheel 50 and thus a further increase in the pressure difference after the turbine wheel 80. As a result, the inflow speed 110 at the pipe part 100 is increased.
  • the outflow 109 at the modifier wheel 50 causes a recoil at the modifier wheel 50, as discussed above, and causes the modifier wheel 50 to rotate.
  • This energy can B. via a gear 117 an additional generator 116 and converted into electrical energy.
  • converter wheel was chosen for the above-mentioned device that generates the negative pressure in the absence of a general technical term. Since the term “converter wheel” is typically used in automobile transmission construction and is less common in the present area, the term “device for generating additional vacuum” is primarily spoken of, also for the sake of clarity. On the one hand, this makes it clear that this is a negative pressure that is to be distinguished from the general atmospheric pressure.
  • the adjective "additional” expresses the fact that it is a matter of a vacuum that is different - and therefore additional - than the one that arises from the fact that the aforementioned overall profile part of the device is a round molded part that is profiled in such a way that the flow is accelerated at its profile contour, whereby a negative pressure is created on the upper side of the entire profile part, similar to the airfoil profile of an airplane additional negative pressure on the one hand in relation to the atmospheric pressure present in the immediate spatial vicinity of the device and on the other hand in relation to the negative pressure arising as a result of the aforementioned profile of the overall profile part is brought about by this very device, whereby the inflow speed of the medium into the turbine wheel Surrounding housing can be regulated and in particular enlarged.
  • converter wheel according to the generic document, which will be explained in more detail below.
  • the "device for generating additional negative pressure” is therefore not limited to a construction like that of the known converter wheel. In this sense, the term “device for generating additional negative pressure” also includes a construction which, analogously to the known construction, could be referred to as a "converter wheel”.
  • the device for generating additional negative pressure is "rotatable"
  • the device has rotatable parts which, together with a non-rotating part, make up the device.
  • the non-rotating part is a pattern disc and the rotatable parts include a circular disc and channels between it and the non-rotating pattern disc formed by baffles, also discussed further below.
  • the device is designed to convert flow energy transported through a medium into mechanical, preferably rotary mechanical, and/or electrical energy.
  • the medium can be air, gas, liquid or a fluid in general.
  • the geometry of the device in particular the diameter of the turbine wheel and the diameter of the device for generating additional negative pressure, have a direct influence on use with strong and weak flows of the medium and can in any case be adapted to all essential foreseeable conditions in practical use.
  • the device can comprise a mast, foot, base, base frame or the like, on or above which the device is arranged, which receives the flow from water power, wind power or other flowing media.
  • the other flowing media can include, for example, exhaust air flows from industrial plants, e.g. biogas plants, composting plants or exhaust gases.
  • the device has an overall profile part.
  • the overall profile part is the outer casing of the device and is so designated because its design and profile have favorable properties in connection with the flow of the medium. For its part, it can have at least two adjacent profile parts.
  • This Profile parts are part of the outer housing of the overall profile part, which in particular accommodate the flow-related components of the device, in particular the device for generating additional negative pressure, the turbine wheel and the molded part and - preferably - the at least one media supply line, but also, for example, the at least one generator , which may include at least one prime mover, gearbox, turbine shaft, the feed duct, and other parts.
  • a profile part of the overall profile part housing can advantageously have an inner housing which leads to the turbine wheel and which contributes to an effect that enhances the flow effect.
  • the inner housing surrounding the turbine wheel can be designed as a supply channel for water, air or other flowing media. This results in a significantly higher flow rate of the medium in the overall profile part or feed channel, i. H. a much larger kinetic energy of the medium.
  • the inner housing surrounding the turbine wheel which can be designed as a supply channel, is not limited to a particular spatial-geometric configuration. It is preferably formed as a tubular part, with a molded part projecting into the end region of the tubular part being arranged on the side of the tubular part facing the turbine wheel.
  • the shaped part is designed in such a way that it directs the medium from the longitudinal axis of the tube part in the direction of the inner wall of the tube part.
  • the molded part is expediently conical and arranged concentrically with the tubular part. This pipe part is known from the generic document.
  • the shaped part of a preferred embodiment of the device according to the invention which is also known as such from the generic prior art, has guide vane parts on its outer circumference, which each run in the direction of the longitudinal axis of the pipe part and are equally spaced from one another on the outer circumference of the pipe part.
  • a flow channel is formed between two adjacent guide vane parts, a corresponding area of the outer circumference of the molded part and a corresponding area of the inner wall of the tube part, which flow channel leads to the blade parts of the turbine wheel.
  • the blade portions of the turbine wheel are preferably evenly spaced annularly around a circumference of the turbine wheel. They extend away from the molding to the side of the converter wheel and are inclined in the circumferential direction of the turbine wheel.
  • the number of vane parts can correspond to the number of guide vane parts or deviate slightly to avoid noise.
  • the number of blade parts should preferably always be one blade part higher. i.e. Turbine wheel has one blade section more than the guide vane ring, or turbine wheel has one blade section less than the guide vane ring (for optimal coverage and noise minimization).
  • the device according to the invention can also be operated without the above-described supply channel, so that the medium in question is conducted via an end opening in one profile part designed as an inlet body into the interior of the overall profile part, ie the outer housing in the direction of the turbine wheel. In this case the aforesaid shaped part is arranged in the inner space of the overall profile part without the feed channel.
  • the present invention can dispense with such a supply channel due to the media supply line described further below. Whether such a device should be used together with the at least one media supply line—which will be discussed in more detail below—depends on the respective conditions of use of the device.
  • the invention enables both constructions to be combined and makes the device even more universally applicable. So it can make sense to use such a combination of supply channel and media supply line if maintaining rather small designs is not so important
  • the turbine wheel is preferably connected to a turbine shaft, which is non-rotatably connected via a gear to a generator to generate electricity.
  • Stators equipped with electromagnets are supplied with electricity, causing it to create a magnetic field in the windings.
  • the windings in the moving turbine wheel or the moving part of the device for generating additional negative pressure generate the current for the magnetic field in the stator, thus with the magnetic field in the stator the current in the turbine wheel and / or with its magnetic field in the stator of the device for generating additional negative pressure current can be generated.
  • the energy generation depends on the rotation of the turbine wheel and also on the "device for generating additional negative pressure" and can be increased to the desired extent.
  • a constant power generation can be achieved by regulating the speed of the rotatable parts of the device for generating additional negative pressure in such a way that in the profile part designed as the inlet body or in the feed channel a constant volume speed of the inflowing medium is set.
  • the device for generating additional negative pressure causes, among other things, such an additional negative pressure in relation to the atmospheric pressure present in the device. It thus leads to a further increase in the pressure difference after the turbine wheel in comparison to atmospheric pressure, which increases the inflow speed of the medium into the housing surrounding the turbine wheel.
  • the device for generating additional negative pressure is arranged behind the turbine wheel, viewed in the direction of flow of the medium. It is rotatably arranged according to the above explanation and is preferably located in the same axial direction as the turbine wheel. If—as already mentioned above—it is said that the device for generating additional negative pressure is rotatable, it should be pointed out once again that the device preferably has rotatable parts which, together with a non-rotating part, make up the device.
  • the non-rotating part is a former and the rotatable parts comprise a circular disc and channels formed by baffles between this and the non-rotating former; this will also be discussed in more detail below.
  • the device can be fixed in any suitable, non-inventive way on the mast, base, foot, base frame or—preferably—in the overall profile part.
  • the device for generating additional negative pressure can be set in rotation by a drive motor, for example when there is no fluid flow, e.g. due to a lack of wind. If the device is rotated, either by the drive motor or by the existing flow of the medium, the speed of the device for generating additional negative pressure can be increased in a differentiated manner by the drive motor according to one embodiment of the invention. This increases the pressure difference that exists between the pressure of the medium in the housing surrounding the turbine wheel and the pressure in the area of the turbine wheel.
  • the device for generating additional negative pressure and the turbine wheel can therefore be uncoupled from one another if desired, which applies to all of the described variants and embodiments of the device according to the invention.
  • the device for generating additional negative pressure and the turbine wheel can be operated independently of one another, either by the flow of the medium acting on them, or by a respective drive motor whose energy, for example, via a device for generating and transmitting energy or, for example, via at least one Device for storing and supplying electrical energy is drawn.
  • the drive motor depending on the flow rate, a differentiated increase in speed is given to the device for generating additional negative pressure in order to change the inflow rate so that the turbine wheel flows optimally around or through it.
  • a preferred embodiment of the device according to the invention is designed in such a way that it can be designed with or without a ring of guide vanes.
  • the ring of guide vanes is designed in such a way that its blades are movable and can be switched to "passage”.
  • Another embodiment is designed such that the blades of the turbine wheel can be switched to "passage”. i.e. the free inflow into the device for generating additional negative pressure (converter wheel) and the energy production are taken off only via this device for generating additional negative pressure.
  • the medium flowing in with this with increased inflow velocity which is z. B. is air, is also the device for generating additional vacuum, for example in the design of a converter wheel, in rotation and drives an additional generator via an additional gear.
  • the device for generating additional negative pressure is in turn arranged in a rotationally fixed manner on a hollow shaft which is arranged rotatably on the turbine shaft.
  • the device for generating additional negative pressure has in its interior channels which run outwards from its center and open outwards and in which the medium is guided outwards when the device for generating additional negative pressure is rotated.
  • the channels preferably each comprise a first area that runs radially outwards from a central antechamber assigned to all channels and a second area that is angled radially outwards from the first area approximately in the circumferential direction of the converter wheel and opens outwards.
  • the channels are expediently formed in a particularly simple manner by guide plates arranged inside the device for generating additional negative pressure. This is known per se from the generic prior art.
  • the overall profile part of the device according to the invention is designed as an outer casing.
  • This housing has the turbine wheel and the device downstream of the turbine wheel in the direction of flow of the medium for generating additional negative pressure.
  • this housing On its end face facing the flow of the medium, this housing has an opening through which the relevant medium, for example the wind, can flow into the interior of the overall profile part.
  • the front opening of the overall profile part having a profile part is hereby also referred to as the inlet body for the medium in question.
  • This inlet body corresponds to one of the above-mentioned at least two mutually adjacent profile parts of the overall profile part.
  • the inlet body can accommodate an inner housing, which can be designed as a feed channel, as explained.
  • the entire profile part including the inlet body is - based on its longitudinal axis - not rotating, but fixed to the mast, foot, base, base frame or the like.
  • the device according to the invention together with the overall profile part, is designed to be pivotable in or out of the direction of flow of the medium in question.
  • the pivotal movement can be accomplished by conventional drives, gears, sensors and controls, which are within the discretion of those skilled in the art, taking into account, among other things, the typical flow conditions of the medium concerned, seasons, size of the device and intended use.
  • the pivoting movement can be carried out locally, remotely, via app control or automatically or by means of a combination of these.
  • the possibility of "turning into the wind” and “turning out of the wind” is known per se.
  • the difference between the pivoting movement according to the invention is that it can be used to regulate the projected inflow area of the medium.
  • the projected inflow area is formed by the front opening of the inlet body.
  • the device can be turned “partially” out of the flow of the medium, for example the wind, which leads to a corresponding reduction in the inflow area; from the "view of the medium” the front opening of the inlet body is correspondingly reduced according to the scope of the pivoting movement or in the opposite case : enlarged.
  • the performance of the device can be regulated, since the projected inflow area of the medium is reduced or increased.
  • the device can also be turned entirely out of the flow of the medium, for example entirely out of the wind; then the system is basically at a standstill. If it is turned completely into the flow, e.g. into the wind, then in principle the entire energy of the flow of the medium is available.
  • the pivoting of the device from a given angular position into another angular position is important for an optimal use of the prevailing flow energy.
  • the pivoting-in angle is preferably corrected permanently as a result of the changing flow conditions of the medium in question.
  • better use of the prevailing flow energy is possible.
  • wing accommodating conventional wind turbines a quick response to changing flow conditions is always possible with the present invention due to its different conception, which leads to a significant increase in efficiency compared to conventional wind turbines and their energy transformation.
  • Pivoting the device into an angular position also leads to an advantageous smoothing of the flow energy. This results in smaller energy peaks, e.g. smaller current peaks, at the at least one generator, which therefore do not have to be "capped” in an energy-losing manner, as is the case with conventional wind turbine systems.
  • the device can be pivoted in various ways, with a combination of the pivoting movements being possible.
  • the device can be pivoted centrally about a vertical axis. Furthermore, their pivoting can be done eccentrically about a vertical axis. Finally, pivoting can take place about an axis in space.
  • the angle of attack of the medium or fluid which is influenced by pivoting the device, and its regulation have a direct influence on the rotational speed of the device for generating additional negative pressure, ie, for example, the converter wheel, and the turbine wheel.
  • the influence on the outer housing of the overall profile part leads to a negative pressure on the device for generating additional negative pressure and thus influences the speed of the device for generating additional negative pressure due to the recoil behavior explained above.
  • the profile part is designed in such a way that a negative pressure is created in the area of the device for generating additional negative pressure due to the axial flow (similar to an airfoil).
  • This negative pressure causes the medium located in the device for generating additional negative pressure, for example air, to flow outwards from the center of the device for generating additional negative pressure flows and flows out through guide vanes of the device for generating additional vacuum against the direction of rotation and thus causes a recoil that sets the device for generating additional vacuum in rotation, which can also be referred to as momentum. If the device for generating additional negative pressure, for example the converter wheel, is also driven, power is required, which is returned for the most part by the recoil; only the power that arises from friction losses has to be applied.
  • additional negative pressure for example air
  • the speed of the device for generating additional negative pressure is reduced in accordance with the extent of the pivoting movement.
  • the pressure in front of the turbine wheel is reduced, which also reduces the inflow speed to the turbine. This in turn leads to a reduction in turbine power, which consequently minimizes the output of the at least one generator, which is connected to the turbine wheel via the turbine shaft.
  • the device for generating additional negative pressure is provided with the adjective "additional” to delimit the negative pressure that is already present in the device according to the invention due to the outer housing, see just above, because the device, as a result of the rotation of its rotatable parts, produces an independent negative pressure compared to this existing negative pressure. therefore generates additional negative pressure.
  • “Generate” means in particular "intensify”.
  • “Generate” in this sense also means “influence”, which can be accompanied by a controllable reduction of the additional negative pressure, if, for example, if the flow of the medium is too great, this device in their turning behavior is slowed down.
  • the negative pressure present in the device can also be additionally increased if a separate drive is used; the negative pressure present in the device can be increased independently without a drive being used due to the energy stored in the device or in a separate storage medium, which is related to the so-called centrifugal mass of the device.
  • the invention manages without compression of the medium. Incineration is also not necessary.
  • the device for generating additional negative pressure for example the converter wheel
  • the device for generating additional negative pressure is then rotatably arranged in the above-mentioned inlet body of the overall profile part of the device in accordance with the following explanations. It has a front mold disk that does not rotate when viewed in the inflow direction of the medium in question.
  • This shaped disk preferably extends outwards in an arc from the longitudinal axis of the device for generating additional negative pressure, with the arcuate profile particularly preferably flattening out more and more in the outward direction.
  • the molded part can also assume a corresponding cascade or stepped course.
  • the device for generating additional negative pressure i.e. for example the converter wheel
  • the ducts and baffles as well as the inner inlet duct are arranged in a manner known per se between this front non-rotating shaped disk and the rear rotating circular disk.
  • the blade ring, the bearing for the turbine wheel and the receiving bearing for the bearing flange for the device for generating additional negative pressure are also arranged in this area.
  • the front mold disc of the device for generating additional negative pressure is non-rotating and that it has at least one opening, advantageously a plurality of openings, beyond the inner inlet channel, which allows the medium in question to flow into the area between the non-spinning allow the channels arranged in the front mold disc and the rotatable rear circular disc to flow, i.e. "let them through”. Because this is an opening that is functionally different from the inner inlet channel, it is referred to as a "further passage".
  • the at least one further passage is suitable, by virtue of its arrangement or configuration in or on the non-rotating shaped disk of the device for generating additional negative pressure, for either accelerating or decelerating the rotatable parts of the device for generating additional negative pressure.
  • the medium or fluid is fed through the inner inlet channel, for example an annular channel, and - in relation to the inner inlet channel - through the aforementioned at least one further passage of the device for generating additional negative pressure supplied in the appropriate flow rate.
  • the inner inlet channel for example an annular channel
  • the medium or fluid that has flowed into the channels of the device for generating additional vacuum is pressed outwards, which is why in the area of the turbine wheel, which is rotatably arranged in the inner inlet channel of the device for generating additional vacuum is, a depression arises.
  • the medium flows out of the inlet body of the overall profile part or from a supply channel arranged in it through the channels formed between the guide vane parts of the molded part arranged there because of the negative pressure mentioned and because of the atmospheric pressure prevailing in the inlet body or in the supply channel in the direction of flows over the blade parts of the turbine wheel.
  • the turbine wheel is set in rotation and transmits its rotation via the turbine shaft to the generator, which generates energy corresponding to the rotation.
  • the above-mentioned at least one further passage in the non-rotating front shaped disk preferably already contributes by its design to a further increase in the vacuum and thus already an increase in the speed of the rotatable converter wheel and thus in turn an increase in the flow speed, and therefore also of the flow energy in comparison to an embodiment in which the non-rotating mold disk of the device for generating additional negative pressure has only an inner inlet channel.
  • the effect of the at least one further passage in the non-rotating front shaping disk of the device for generating additional negative pressure can be increased in that it has a configuration that deflects the medium in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure.
  • a configuration can be, for example, a blade part protruding into or out of the passage, a corresponding projection, a corresponding bulge, an additional perforation, an oblique punching of the passage in the material of the shaped disc.
  • the medium impinging on the non-rotating pattern disk accelerates the speed of the device for generating additional negative pressure by partially deflecting the medium into the mentioned channels of the device for generating additional negative pressure in its direction of rotation.
  • the at least one further passage can also be regulated.
  • the type of regulation is possible in various ways. Hydraulic, purely mechanical or electronic measures or a combination of these can be considered.
  • a control flap or a slide arrangement or screen is in the at least one further passage the non-rotating mold disc of the device for generating additional negative pressure possible.
  • the effect of the at least one further passageway in the non-rotating front mold disk of the additional vacuum generating device can be reduced, i.e. braked, by having a configuration that deflects the medium against the direction of rotation of the additional vacuum generating device.
  • a configuration can be, for example, a blade part protruding into or out of the passage, a corresponding projection, a corresponding bead, an additional perforation, an oblique punching of the opening in the material of the shaped disc.
  • the medium impinging on the non-rotating form disk slows the speed of the device for generating additional negative pressure by partially deflecting the medium into the mentioned channels of the device for generating additional negative pressure counter to the direction of rotation.
  • the accelerating inflow of the medium in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure and the decelerating inflow of the medium counter to the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure can also be carried out alternately.
  • it is advisable to provide at least two further passages in the non-rotating shaped disk of the device for generating additional negative pressure which can be arranged, for example, spatially offset on the shaped disk running outwards in an arc from the longitudinal axis of the device for generating additional negative pressure.
  • One of these at least two further passages is then used for acceleration, while the other is used for braking.
  • the alternating function of the further passages provided for the acceleration or braking process in the non-rotating shaped disc of the device for generating additional negative pressure can be selected by any suitable mechanical and/or electronic control, e.g. by a slide arrangement closing or opening the passages, by adjustable Slats, control caps, screens.
  • Design of the inlet body with media supply line In a further embodiment of the invention that can be combined with one or both of the above variants of the invention, the arrangement of the device for generating additional negative pressure interacts with at least one media supply line in the inlet body of the device, which carries the relevant medium of the device for generating additional negative pressure in its Direction of rotation and / or feeds against the direction of rotation.
  • the way in which the medium is fed into the device for generating additional negative pressure can be any construction available to a person skilled in the art. However, this is particularly advantageous if the at least one media supply line feeds the relevant medium to the device for generating additional negative pressure via its at least one further passage in the non-rotating shaped disk in the direction of rotation and/or counter to the direction of rotation of the device.
  • the at least one media supply line runs from the front opening of the inlet body and/or from an outer inflow hood arranged on the inlet body in the direction of the non-rotating shaped disk of the device for generating additional negative pressure.
  • the inlet body preferably contains at least one outer inflow scoop, through which the medium can flow into the at least one media supply line.
  • the end of the at least one media supply line facing away from the front opening of the inlet body points in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure, then this is the position of the media supply line that contributes to an acceleration of the speed of the device for generating additional negative pressure when the medium in question has passed through the media supply line of the device for generating additional negative pressure is fed in the direction of rotation.
  • the inlet body has at least one medium feed line each, which feeds the relevant medium to the device for generating additional negative pressure in its direction of rotation and against its direction of rotation, so that the speed of the device for generating additional negative pressure depends on the situation of the flow conditions of the medium can be accelerated or decelerated by the medium in question being fed through the media supply line of the device for generating additional negative pressure in or against the direction of rotation.
  • This can be accomplished by appropriate regulation.
  • the inlet body has more than two media feed lines, in particular four or, more preferably, six or, very preferably, eight media feed lines, which point in and against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure. A different number of media supply lines can also be provided.
  • a plurality of media supply lines are used for the accelerating speed and/or for the decelerating speed, it is advantageous if these are arranged at the same distance from one another, with a ring-shaped arrangement for a uniform speed or for a uniform speed profile of the device for Generation of additional negative pressure is particularly preferred.
  • the last-mentioned configuration makes it possible, for example, to place the media supply lines that are intended to contribute to an accelerating speed in an outer ring arrangement, while the media supply lines that are intended to contribute to a braking speed are provided in an inner ring arrangement.
  • the arrangement can also be reversed.
  • a central feed channel is additionally provided in the inlet body in accordance with the prior art that forms the generic type and is described in relation to Figs of the device for generating additional negative pressure
  • those media supply lines that contribute to an accelerating speed can be arranged in a ring outside of the central supply channel, i.e. in the outer area of the inflow channel, while those media supply lines that contribute to a decelerated speed run inside the central supply channel , thus in the inner area of the Inflow channel be arranged.
  • a reverse arrangement is of course also possible.
  • the media supply lines are advantageously fixed as such, i.e. the individual media supply line cannot be moved in an accelerating or braking inflow direction. But the latter is possible.
  • the spatial arrangement of the at least one further passage in the non-rotatable shaped disk of the device for generating additional negative pressure expediently follows that arrangement of the associated media supply line.
  • the constructive and material design of the media supply line is at the discretion of the person skilled in the art. It can be made dependent on the basic climatic conditions of the respective region in which the device is to be used. It can vary, depending on whether air, exhaust gas, water, oil or the like is to be used as the medium. With regard to its geometric configuration, it can have a tubular cross section. This cross-section can have any shape, e.g. cylindrical, oval, square, polygonal and many more.
  • the design can be rigid or have rigid structures; however, it can also be flexible, i.e. have elastic structures, and therefore be tubular, or have a combination of these structures.
  • the functional connection of the end of the at least one media supply line facing away from the front opening of the inlet body to the non-rotating shaped disk can also be effected in various ways.
  • the media supply line can open out into the non-rotating shaped disk and form a unit with it.
  • the media supply line first opens into an annular channel and then through one or more bends into the non-rotating shaped disk. It is also possible to end the media supply line close to the contact in front of the non-rotating form disk.
  • the medium supply line which causes the accelerating speed of the rotatable parts of the device for generating additional negative pressure, so that it meets the further passage which, qua its design or arrangement, in turn contributes to the accelerating effect of the device for generating additional negative pressure .
  • the medium supply line which causes the braking speed of the rotatable parts of the device for generating additional negative pressure, so that it meets the other passage which, qua its design or arrangement, in turn has the braking effect of the device for generating additional negative pressure contributes.
  • the at least one medium supply line can be regulated with regard to the intake, quantity and forwarding of the medium, so that the flow conditions of the medium prevailing at the location where this device is used can be taken into account.
  • the at least one further passage in the non-rotating shaped disc of the device for generating additional negative pressure can be regulated with regard to the intake, quantity and forwarding of the medium, so that the respective on-site use of this device prevailing flow conditions of the medium can be taken into account.
  • a combination of regulations at the locations mentioned is also possible.
  • control flaps in the media supply line or a slide arrangement or screen are possible in the at least one further passage in the non-rotating shaped disk of the device for generating additional negative pressure.
  • rotary valves, rotary slides, throttle valves or the like come into consideration.
  • the variations that can be considered in this respect are of secondary importance for the present invention.
  • control flaps that can be used in the media supply lines should be spoken of as representative of all these variations.
  • the respective control flap can be arranged at different positions of the media supply line or even in the non-rotating mold disk.
  • the at least one medium supply line has a control valve which is designed to control the mass of the medium flowing in. This is preferably done in that all or some of the control flaps can be fully or partially opened and fully or partially closed.
  • the selection of the control flaps in question and/or the complete, partial opening and closing of the control flaps can preferably be carried out by PID control.
  • a proportional-integral-derivative (PID) controller is advantageous because continuously modulated control of the control flaps increases the efficiency of the device according to the invention. PID controllers make it possible to continuously calculate the actual valve position as the difference between a desired setpoint and a measured process variable and apply a correction based on proportional, integral and derivative principles.
  • PID controllers are standard controllers that are frequently used and are industrial standards in many areas, and are therefore known in detail to those skilled in the art, so that there is no need to go into more detail here within the scope of the present description. It should be noted that the expert is not limited to this type of controller and can choose any suitable regulator variant, as long as it is only able to carry out the above-mentioned opening and closing of the control flaps.
  • the media supply lines in the inflow channel of the inlet body in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure For example, the converter wheel, or against the direction of rotation of the device for generating additional vacuum, such as the converter wheel, are arranged.
  • the at least one media supply line is arranged within the inflow channel of the inlet body
  • Counter to the direction of rotation is an arrangement in which braking of the rotational speed of the rotatable parts of the device for generating additional negative pressure is made possible as a result of the flow of the medium in the respective media supply line towards the device for generating additional negative pressure; which is at least one medium supply line provided with a control flap which can be brought into an open ("open") position and into a closed ("closed") position or into an intermediate position thereof; • Depending on whether the media supply line "in the direction of rotation” or “against the direction of rotation” of the device for generating additional vacuum, for example the converter wheel, and whether the control flap is in an open position ("open") or in a is placed in the closed (“closed") position or in an intermediate position thereof, the speed and/or the torque of the device for generating additional vacuum are influenced by either accelerating or decelerating the speed of its rotatable parts;
  • a speed change of the device for generating additional vacuum has a direct influence on the speed and the torque, hence the power of the turbine wheel;
  • media supply lines can be arranged in any spatial-geometric manner within the inflow channel of the inlet body, e.g. in an X-shaped arrangement, U-shaped arrangement, circular arrangement or in a double-circular arrangement with an inner and an outer one Area; For the sake of a uniform presentation, the latter arrangement is to be assumed below, without a restriction to this being assumed here.
  • control flaps and media supply lines are arranged in an outer and/or inner area within the inflow channel of the inlet body in such a way that the media supply lines point in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure:
  • control flaps and media supply lines are arranged in an outer and/or inner area within the inflow channel of the inlet body in such a way that the media supply lines point against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure:
  • Against the direction of rotation is an arrangement in which braking of the speed of the device for generating additional negative pressure as a result of the flow of the medium in the respective media supply line to the device for generating additional negative pressure is made possible.
  • the speed and torque of the device for Generation of additional negative pressure are influenced - in addition to the material composition of the medium flowing through the media supply lines - by the extent of the open position (“open”) and closed position (“closed”) of the control flaps.
  • Control flaps 'open' means that the converter wheel is braked, which in turn means less torque at lower revs and therefore less power;
  • Control flaps "closed” means normal recoil at the converter wheel, which in turn means normal torque with the corresponding speed and thus normal power.
  • control flaps and media supply lines are arranged in a combined manner in an outer and inner area within the inflow channel of the inlet body, such that the media supply lines in the inner area ("inside”) point in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure, while the Media supply lines in the outer area ("outside”) show against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure:
  • Control flaps "open” with the media supply lines "inside” in the direction of rotation means higher recoil at the converter wheel, which in turn means more torque with higher speed and thus more power; control flaps "closed” with the media supply lines “inside” in the direction of rotation mean less recoil at the converter wheel , which in turn means less low-rpm torque and therefore less power.
  • Control flaps "open” with the media supply lines "outside” against the direction of rotation means that the converter wheel is braked, which in turn means less torque with lower speed and thus less power; control flaps "closed” with the media supply lines "outside” against the direction of rotation means one normal recoil at the converter wheel, which in turn means normal torque with the corresponding speed and thus normal power.
  • Turbine wheel torque The control flaps in the "closed” position leads to an increase in pressure on the turbine wheel, i.e. more torque with higher speed is applied to the turbine wheel, which is associated with more power; the control flaps in the "open” position causes a pressure reduction on the turbine wheel, which results in less torque with a lower speed and therefore less power.
  • the aforementioned combination can of course also be arranged inversely, such that the media lines "inside” point against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure, while the media lines "outside” point in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure.
  • Control flaps "open” with the media supply lines "inside” against the direction of rotation means that the converter wheel is braked, which in turn means less torque with a lower speed and thus less power; control flaps "closed” with the media supply lines "inside” against the direction of rotation mean one normal Recoil at the converter wheel, which in turn means normal torque with corresponding speed and therefore normal power.
  • Control flaps "open” with the media supply lines "outside” in the direction of rotation means higher recoil at the converter wheel, which in turn means more torque with higher speed and thus more power; control flaps "closed” with the media supply lines “outside” in the direction of rotation mean less recoil at the converter wheel , which in turn means less low-rpm torque and therefore less power.
  • media supply lines can be provided, for example in an outer or inner ring arrangement, which (in connection with control flaps) lead to an inflow of the medium in or against - or: alternately in and against - the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure and thus to an externally braking or internally accelerating or internally braking or externally accelerating effect of the inflow of the medium and thus the speed of the device to generate additional negative pressure.
  • the device according to the invention can be operated in terms of energy completely self-sufficient in all variants and embodiments described above, which as a preferred embodiment of the invention can be considered.
  • the device is connected to a device for generating and transmitting energy, preferably via a line that is guided inside the mast into the overall profile part, where this line is connected to the drive motor of the device for generating additional negative pressure.
  • This device for obtaining and forwarding energy is preferably one for obtaining and forwarding solar energy, which can be a photovoltaic system, a sun mirror system or a similar system. If water or wave energy is used as the medium, it can be a device that can be used in this technical area for the generation and transmission of energy. The same applies to all medium-specific devices for generating and forwarding energy.
  • the device is preferably connected to at least one or more devices for storing and supplying electrical energy.
  • This can be at least one so-called power station, at least one rechargeable battery, at least one rechargeable battery pack or the like. If several such devices are functionally connected to one another, this can be done by means of a line.
  • the at least one device for storing and supplying electrical energy is connected to the generator arranged in the overall profile part, for example via a line running partially in the mast; through this connection, the (electrical) energy generated by the generator can be stored in the device for storing and supplying electric energy; any consumer can be supplied with (electrical) energy in this way.
  • the device for storing and supplying electrical energy can also be connected in the manner described above to the generator assigned to the device for generating additional negative pressure; this makes it possible that when only an energy input takes place via the device for generating additional vacuum, e.g. the converter wheel, and its generator - for example because the energy input via the turbine wheel and its generator is switched off - the device for storing and supplying electrical energy is fed via the rotation of the device for generating additional negative pressure alone.
  • the device for generating and transmitting energy can be connected via a line directly to the device for storing and supplying electrical energy, so that the latter can also be supplied with energy via the device in addition to or instead of the energy generated via the turbine wheel and the generator can be supplied.
  • the device for generating additional negative pressure for example the converter wheel, and its associated generator.
  • the configuration thus allows multifunctional operation of the device according to the invention, the existing or can plan for expected environmental conditions or climatic conditions. If the medium is wind, for example, and there is calm or weak wind, the device for generating additional negative pressure, e.g. the converter wheel, e.g.
  • the at least one device for generating and forwarding energy and the energy emitted by this or via this to the drive motor of the device for generating additional negative pressure can be set in rotation, so that the negative pressure generated by the device for generating additional negative pressure can cause the turbine wheel to rotate and the energy generated by this via the generator in any case partly goes back to the device for storing and supplying can be supplied with electrical energy; further, it is possible that even in such a case of no wind or light wind, sufficient wind flow is generated in this way by generating the negative pressure to use it for generating power; or it is possible to swivel the device out of it completely or partially when the flow of the medium is too great, as explained, and nevertheless retain the function of generating energy, of using already stored energy.
  • weak wind which can be optimally used in this way, which is made possible, for example, by the fact that the device for generating additional negative pressure can be used intermittently, adapted to the weak wind.
  • the device according to the invention is particularly advantageous in all of the variants and embodiments described if it is provided in the area of the front opening or in front of the turbine wheel or in front of the device for generating additional negative pressure - seen in the direction of flow - with a - preferably replaceable - grating, net, sieve, or provided with a mat with openings or the like.
  • dirt particles, insects or other undesirable substances in the medium can be filtered out. This not only ensures a cleaner medium, but also generally prevents such particles from clogging or damaging the components of the device or from birds getting into the inlet body.
  • FIG. 1a and FIG. 1b in a perspective view, a basic form of the device according to the invention
  • Fig. 2, Fig. 3, Fig. 3a - c perspective representations of an embodiment of the device according to the invention with control flaps "externally accelerating”, ie control flaps and media supply lines on the outside of the inflow channel of the inlet body, ie the Media supply lines point in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure;
  • Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6, Fig. 6a - c perspective representations of an embodiment of the device according to the invention with control flaps "externally braking", i.e. control flaps and media supply lines on the outside of the inflow channel of the inlet body, i.e. the media supply lines point against the direction of rotation the device for generating additional negative pressure;
  • Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 9a - c perspective representations of an embodiment of the device according to the invention with control flaps "internally accelerating", i.e. control flaps and media supply lines on the outside of the inflow channel of the inlet body, i.e. the media supply lines point in the direction of rotation of the Device for generating additional negative pressure;
  • Fig. 10, Fig. 11, Fig. 12, Fig. 12a - c perspective representations of an embodiment of the device according to the invention with control flaps "internally braking", i.e. control flaps and media supply lines on the inside of the inflow channel of the inlet body, i.e. the media supply lines point against the direction of rotation the device for generating additional negative pressure;
  • Fig. 13, Fig. 14, Fig. 15, Fig. 15a - c perspective representations of an embodiment of the device according to the invention with control flaps "accelerating inside and outside", i.e. control flaps and media supply lines inside and outside on the inflow channel of the inlet body, i.e. the media supply lines each point in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure;
  • Fig. 16, Fig. 17, Fig. 18, Fig. 18a - c perspective representations of an embodiment of the device according to the invention with control flaps "braking inside and outside", ie control flaps and media supply lines inside and outside on the inflow channel of the inlet body, ie the media supply lines each point against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure;
  • Fig. 19, Fig. 20, Fig. 21, Fig. 21a - c perspective representations of an embodiment of the device according to the invention with control flaps "accelerating on the inside and braking on the outside”, ie with control flaps and media supply lines inside the inflow channel of the inlet body, the media supply lines show in the direction of rotation of the device for generating additional vacuum, and with control flaps and
  • Fig. 22, Fig. 23, Fig. 24, Fig. 24a - c perspective representations of an embodiment of the device according to the invention with control flaps "braking on the inside and accelerating on the outside", i.e. with control flaps and media supply lines on the inside of the inflow channel of the inlet body, with the media supply lines counter to the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure, and with control flaps and media supply lines on the outside of the inflow channel of the inlet body, these media supply lines pointing in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure;
  • the present device 1 can be installed in different positions, depending on requirements.
  • the longitudinal axis of the energy converter 1 can preferably be aligned vertically or horizontally.
  • FIG. 1, Fig. La, Fig.lb show the basic structure of an energy converter, as it is the basis of the present invention.
  • FIG. 1a, FIG. 1b apply in principle to all subsequent exemplary embodiments of FIGS. 2 to 26, so that in their detailed discussion, to avoid repetition, this basic structure will not be referred to again in detail.
  • FIGS. 1, 1a and 1b reference is made to this.
  • the device 1 therefore comprises an overall profile part 112 with a profile part 113 and a profile part 114, which are designed as conical or conical housings, see only Fig. 1b, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 6, Fig. 8 , Fig. 9, Fig. 11, Fig. 12, Fig. 14, Fig. 15, Fig. 17, Fig. 18, Fig. 20, Fig. 21, Fig. 23, Fig. 24.
  • the profile part 113 extends towards the device for generating additional negative pressure 50, i.e. the converter wheel 50.
  • the overall profile part 112 is arranged coaxially to the longitudinal axis, which preferably runs horizontally, or to the center 47 of the device for generating additional negative pressure 50 .
  • the embodiment of the energy converter shown in FIG. 1a, FIG. 1b rests on a mast 123. This is known.
  • Fig. 1, Fig. 4, Fig. 7, Fig. 10, Fig. 13, Fig. 16, Fig. 19, Fig. 22 show the pivoting function of the device 1.
  • the power of the energy converter is also regulated with the pivoting function, since the projected opening 101 of the profile part 113 for the inflow 110 of the medium is either enlarged or reduced. If the overall profile part 112 is pivoted completely out of the inflow 110, the system stops unless the drive motor 57 (known per se), described below, rotates the device for generating additional negative pressure 50 and thus a flow of the medium which is independent of the predetermined inflow 110 and of the turbine wheel 80 and is caused by negative pressure.
  • 110a means: pivoting the device centrally about a vertical axis
  • 110b means: pivoting the device eccentrically about a vertical axis
  • 110c means: Pivoting the device around an axis in space.
  • pivoting enables the device 1 to pivot quickly in or out of the direction of flow 110.
  • Various secondary functions are linked to it, namely: pivoting the energy converter at an angle ensures optimal use of the prevailing flow energy; the pivoting angle is corrected continuously, which enables better use of the prevailing flow energy; the associated smoothing of the flow energy causes smaller current peaks at the generators, which therefore do not have to be "cut”; this in turn means a higher electricity yield, and thus also better efficiency; since several generators can be used, it is possible that individual generators are switched on or off depending on the power requirement as a result of the swiveling of the energy converter; this also means optimal utilization of the prevailing flow energy; Furthermore, the ability to pivot serves to protect against destruction of parts of the device 1.
  • the inflow angle and its regulation already have a direct influence on the speed of the device for generating additional negative pressure 50 and the turbine wheel 80 and also on the torque of both.
  • a set of instruments is consequently created by the pivotable configuration of the device for regulating the speed and torque of the converter wheel and turbine wheel.
  • the pivoting can be carried out in any manner known per se, especially by an electric motor.
  • the flow 106 of the overall profile part 112 through the medium in question, e.g. through wind from the wind direction 105, as shown in Fig. La and Fig. 1b, leads to negative pressure on (in) the converter wheel 50 and thus influences the speed of the device to generate additional negative pressure 50 as a result of the recoil described in more detail below.
  • the consequence of this is that - viewed from the direction of flow - the pressure in front of the turbine wheel 80 is increased, thus increasing the inflow speed to the turbine wheel, i.e. power control is possible via the pivotability.
  • the overall profile part 112 is a flow-optimized molded part that is profiled in such a way that the flow 106 is accelerated at the profile contour, with a negative pressure being produced on the upper side of the overall profile part 112, as is known, similar to the airfoil profile of an aircraft.
  • the profile part 112 is designed in such a way that the axial flow creates a negative pressure in the area of the converter wheel 50 (similar to a wing).
  • This negative pressure causes the medium in the converter wheel 50, e.g. air, to flow outwards from the center of the converter wheel and out through guide vanes of the converter wheel 50 against the direction of rotation, thus causing a recoil that causes the converter wheel to rotate (pulse set). So the negative pressure continues inside the converter wheel and also in the area after the turbine wheel.
  • the area 113 in front of the turbine wheel is immediately "compensated" by the external pressure 62.
  • the flow around 107 amplifies the flow 106 and thus increases its speed.
  • the flows around 106, 107, 108 all lead in the direction of the "outgoing" wind flow 111.
  • the wind direction of the inflowing wind flow is denoted by 105.
  • the flow 106 with the increased speed entrains the air flowing out of the device for generating additional negative pressure 50 and accelerates it thus the outflow 109 at the converter wheel 50. This in turn causes a negative pressure in the converter wheel 50 and thus a further increase in the pressure difference after the turbine wheel 80.
  • the inflow velocity 110 at the pipe part 100 is increased.
  • the outflow 109 at the modifier wheel 50 causes a recoil at the modifier wheel 50, as discussed above, and causes the modifier wheel 50 to rotate.
  • This energy can B. via a gear 117 an additional generator 116 and converted into electrical energy.
  • the medium enters the device for generating additional negative pressure 50, for example the converter wheel 50, through the at least one further passage 51 of the non-rotating shaped disk 51c; In Fig. 1a, Fig. 1b, several further passages 51 are shown in an approximately annular arrangement.
  • the direction of rotation 50a marked in the figures of the device for generating additional vacuum 50 for example the converter wheel 50, is shown turning to the left as seen from the front. If the converter wheel is a mirror image, the direction of rotation is clockwise as seen from the front. In this case, all necessary components are also executed in mirror image. In this case, the mode of operation, as described, is retained. Ie accelerating remains accelerating and braking remains braking. If these parts are not executed as a mirror image, the mode of operation changes, ie accelerating becomes braking and braking becomes accelerating. As is known, the embodiment of the device shown in Fig. 1, Fig. Converter wheel 50, and for generating the energy, and therefore the turbine wheel
  • the profile part 114 accommodates further functional components, such as at least one generator 85, which is connected via a turbine shaft 81 to the turbine wheel 80, which is arranged, for example, in the housing of the profile part 113, Fig. 0-3, Fig. 1.
  • the kinetic energy of the Turbine wheel 80 is transmitted to the turbine shaft 81 with high efficiency. For example, the high speed of the turbine shaft
  • the gearbox 82 is connected to the input of the generator 85 .
  • the profile part 114 contains the drive motor 57 for the converter wheel 50 and an additional generator 116 connected to it via a gear 117.
  • the rotation of the drive motor 57 is transmitted to the converter wheel 50 by means that are at the discretion of a person skilled in the art.
  • the device for generating additional negative pressure 50 is arranged downstream of the turbine wheel 80, viewed in the inflow direction 110 of the relevant medium. This embodiment shown can also be used as a so-called pumped-storage plant. The additional power required does not have to be generated exclusively by the power plant operators.
  • the converter wheel 50 and the turbine wheel denoted by 80 are rotatably mounted, with the turbine wheel 80 being connected to a turbine shaft 81 in a torque-proof manner.
  • a generator 85 is mounted in a torque-proof manner on the turbine shaft 81 and generates electrical energy when the turbine shaft 81 rotates.
  • All these functional parts can also be located inside the mast 123 or elsewhere.
  • the profile part 113 can accommodate a pipe part 100 serving as a supply channel; through the front opening 101 of the profile part 113 (see. Fig. 1, Fig. lb), which is also the opening of the supply channel 100, the medium in question can flow into the interior of the supply channel up to the turbine wheel 80, which is at the end of the front Opening 101 remote side connects to the supply channel, which is known; the inflow direction is identified by the reference number 110, FIG. 1, FIG. 1a, FIG. 1b.
  • Such a pipe part 100 serving as a supply channel is only one option, as shown in FIG. 1, FIG. 1b.
  • the present invention can dispense with such a supply channel due to the media supply line described further below. All of the exemplary embodiments shown in FIG. 1, FIG related to overload. However, it should be emphasized that they could each have such a feed channel.
  • the difference between the presence and non-existence of a supply channel is, among other things, that the volume flow 40 (cf. Fig. 27b) of the relevant medium, which is also symbolized by its inflow direction marked with the reference number 110, in the case of the presence of the supply channel 100 flows through this to the turbine wheel 80 and also via the annular channel 41 (cf. Fig. 27b) to the converter wheel 50, while the volume flow 40 of the relevant medium flows through the front opening 101 of the profile part 113 in the absence of the supply channel 100 in its 1, 1a, 1b.
  • FIG. 1a In the end region of the interior of the profile part 113 or the tubular part 100 facing the device for generating additional negative pressure 50 there is a—known—form part 90, FIG. 1a, FIG. 1b, which has a conically widening shape.
  • Guide vane parts 91 spaced evenly apart from one another in the circumferential direction in the illustrated embodiment, are fastened to the end region of the conical molded part 90 facing the device for generating additional negative pressure 50
  • the vane parts 91 form a vane ring.
  • the areas 94 of the guide vane parts 91 facing away from the molded part 90 are preferably, as can be seen particularly clearly from FIGS. 0-4, opposite the axially running areas 95 of the guide vane parts
  • FIG. 0-4 shows the arrangement rotated 90° counterclockwise
  • the present invention takes a different approach in that the converter wheel 50 still has a rotatable circular disc 51a, however, the circular disc 51a is replaced by the now non-rotating shaped disc 51c, Fig. la, Fig. lb, Fig. 27a, 27b, Fig. lb, Fig. 2, Fig. 3, 3b, Fig. 6, 6b, Fig 8, Fig. 9, 9b, Fig. 11, Fig. 12, 12b, Fig. 14, Fig. 15, 15b, Fig. 17, Fig. 18b, Fig. 20, Fig. 21b, Fig. 23, Fig 24b.
  • FIG. 27a, 27b show structural details of the device according to the invention for generating additional negative pressure 50, for example the converter wheel 50.
  • the device for generating additional negative pressure 50 ie the converter wheel 50
  • the converter wheel 50 no longer has two circular disks 51a, 51b spaced parallel to one another, cf an embodiment of which is shown in FIG. 27b.
  • the medium enters the device for generating additional negative pressure 50, for example the converter wheel 50, through the at least one further passage 51 of the non-rotating shaped disk 51c;
  • the non-rotating front mold disc 51c can either be an integral part of the inlet body 113 of the overall profile part 112 or can be fixed therein, as shown for example in FIG. 1b.
  • This shaped disc 51c runs in an arc from the longitudinal axis of the device for generating additional negative pressure 50 outwards, with the arc-shaped profile flattening out more and more in the outward direction.
  • the device for generating additional negative pressure 50 ie the converter wheel 50
  • the device for generating additional negative pressure 50 has a rear molded disk 51a which is rotatable when viewed in the inflow direction 110 of the medium in question, which can be seen in FIGS. 1b, 3b, 6b, c , Fig. 9b,c, Fig. 12b,c, Fig. 15b,c, Fig. 18b,c, Fig. 21b,c, Fig. 24b,c.
  • the non-rotating front mold disk 51c has the inner inlet channel 41 which can be flanged to the mold disk or which can be a fixed part of the inlet body 113 of the overall profile part 112 or fastened in this inlet body 113 .
  • the mold disk 51c has at least one further passage 51, advantageously a plurality of passages 51d ... 51n, (not shown in Fig.27b) the medium in question in between the non-rotating front mold disk 51c and the rotatable 1b, 3b, 6a, b, c, 9a, b, c, 12a, b, c, 15a, b, c, Fig. 18a,b,c, Fig. 21a,b,c, Fig. 24a,b,c, Fig. 25, Fig. 26b,c.
  • the passages 51d ...
  • 51n are arranged approximately in the shape of a ring on the outer edge of the shaped disc 51c, Fig. 3a, c, Fig. 6c, Fig. 9a, c, Fig. 12a, c, Fig. 15a, c, Fig 18a,c, 24a,c, 25, 26b,c. and are described in more detail in the explanations for these figures.
  • FIG. 27a shows that in the circumferential direction equally spaced channels 48 each extend radially outwards from the center 47 of the converter wheel 50 . Shortly before the outer diameter of the converter wheel 50, they have an angle of preferably approximately 90° against the direction of rotation of the converter wheel 50.
  • the channels 48 open radially on the inside into an annular antechamber 46 which is common to them and which surrounds the annular hub part 54 of the converter wheel 50, FIG. 27a.
  • the hub part 54 with its area facing the non-rotating shaped disk 51c also runs in an arc shape outwards from the longitudinal axis of the converter wheel 50 . This ensures a particularly good and turbulence-free flow of the medium from the antechamber 46 into the channels 48 .
  • the individual channels 48 are each formed by baffles 44 and 45, which in the manner shown in FIG Adjacent baffles 44 and 45 the area 43 of the channel 48 running approximately radially outwards and between the angled end areas of the baffles 44 and 45 the area 42 running at preferably a right angle to the area 43 running radially outwards is formed.
  • centrifugal force Fzl is also determined within the scope of the invention by the peripheral speed vl at the radius rl and the mass m of the medium.
  • the formula for centrifugal force is:
  • centrifugal force Fzl pushes the medium in the channels 48 to the outside.
  • the centrifugal force also applies within the scope of the invention:
  • the centrifugal force Fz2 accelerates the mass m of the medium to a speed v3, taking into account the friction loss.
  • the kinetic energy for the mass m of the medium is also within the scope of the invention:
  • the medium is deflected against the direction of rotation by the curvature of the channels 48 and, after the curvature, experiences a speed v4 which, because of the friction losses, is less than the speed v3. This also results in the kinetic energy within the scope of the invention:
  • the medium also leaves the converter wheel 50 within the scope of the invention with a kinetic energy W4. This creates a recoil with the same energy. This energy helps drive the converter wheel 50 .
  • a negative pressure is also created within the scope of the invention in the antechamber 46, which causes the atmospheric external pressure 62 to accelerate the medium in front of the device for generating additional negative pressure 50 and through the inner inlet channel designated 41 (Fig. 27a, b) of the device for generating additional negative pressure 50 is supplied.
  • the pressure difference can be increased by the drive motor 57 and/or the converter wheel 50 driven by the inflow 110 .
  • the medium in the manner described in connection with FIG. 27a in the channels 43 of the converter wheel 50 is also within the scope of the invention pressed outwards, which is why in the area below the turbine wheel 80, which is rotatably arranged in the inner inlet channel 41, a vacuum is created.
  • This also has the consequence within the scope of the invention that the medium from the interior of the inlet body 113 (see FIG. lb) or from the pipe part 100 (see FIG and because of the atmospheric pressure 62 prevailing in the interior of the inlet body 113 or in the pipe part 100, it flows in the direction of the blade parts 87.
  • the turbine wheel 80 is also set in rotation within the scope of the invention and transmits its rotation via the turbine shaft 81 to the generator 85, which generates electrical energy corresponding to the rotation.
  • the volume flow 40 is also deflected within the scope of the invention by the molded part 90 in such a way that an optimal pressure is exerted on the blade parts 87 of the turbine wheel 80 .
  • the shape, dimensions and number of channels 48 of the converter wheel 50, the converter wheel 50 and the turbine, the dimensions of the overall profile part 112, the inlet body 113, the profile part 114, the tubular part 100 and all other components of the energy converter can also be within the scope of the invention in relation to the effectiveness, location and other parameters of the energy converter 1 are determined and optimized.
  • the invention is particularly suitable for mounting on the roofs of high-rise buildings or the like.
  • the device is preferably mounted on a mast 123 or the like.
  • the drive motor 57 can also be used to generate a specific rotational speed on the converter wheel 50 in a differentiated manner. Any known control systems can be used for this purpose.
  • This differentiated speed affects the inflow 110 in front of the turbine wheel 80 and is used at different medium speeds, z. B. wind speeds to drive in the optimal range of the turbine wheel 80. This means that it is not necessary to adjust the guide vanes or the turbine blades.
  • the energy of the turbine wheel 80 is fed to the generator 85 via the transmission 82, as has already been explained above.
  • the exemplary embodiment shown there can be operated completely independently in terms of energy, which can be regarded as a preferred embodiment of the invention.
  • the device 1 is connected to a device for generating and transmitting energy 125 via a line 126, which is guided inside the mast 123 into the profile part 114, where a connection of this line 126 (not shown) to the drive motor 57 of the Device for generating additional negative pressure 50 takes place.
  • this device for obtaining and forwarding energy 125 is a device for obtaining and forwarding solar energy, which can be a photovoltaic system, a sun mirror system or a similar system. If water or wave energy is used as the medium, it can be a device that can be used in this technical area for the generation and transmission of energy. The same applies to all medium-specific devices for generating and forwarding energy.
  • the device 1 is connected to at least one device for storing and supplying electrical energy 127.1, 127.2, 127...n.
  • This can be at least one so-called power station, at least one rechargeable battery, at least one rechargeable battery pack or the like. If several devices of this type are functionally connected to one another, this can be done by means of a line 130 .
  • the at least one device for storing and supplying electrical energy 127.1, 127.2, 127 . through this connection, the (electrical) energy generated by the generator 85 can be stored in the device for storing and supplying electric energy 127.1, 127.2, 127...n; any consumer can be supplied with (electrical) energy in this way.
  • the device for storing and supplying electrical energy 127.1, 127.2, 127 can be at least one so-called power station, at least one rechargeable battery, at least one rechargeable battery pack or the like. If several devices of this type are functionally connected to one another, this can be done by means of a line 130 .
  • the device for storing and supplying electrical energy 127.1, 127.2 , 127... n is fed solely by the rotation of the device for generating additional negative pressure.
  • the device for obtaining and forwarding energy 125 can be connected directly to the device for storing and supplying electrical energy 127.1, 127.2, 127 . . . n via a line 129, so that the latter can also be supplied with energy via the device 125 in addition to or instead of the energy generated via the turbine wheel 80 and the generator 85 .
  • a conventional regulation makes it possible to ensure an energy input into the device for storing and supplying electrical energy 127.1, 127.2, 127 . . . n via the converter wheel 50 and its associated generator 116.
  • the configuration thus allows multifunctional operation of the device 1, which can take existing or expected environmental conditions or climatic conditions into account.
  • the converter wheel 50 can be set in rotation, for example via the devices 125, 127 ff and the energy emitted by them or via this to the drive motor 57, so that via the device for generating additional negative pressure 50 generated negative pressure, the turbine wheel 80 can be set in rotation and the energy generated by this via the generator 85 in any case partially again the device for storing and supplying electrical energy 127.1, 127.2, 127 ...
  • n can be supplied; furthermore, it is possible that even in such a case of no wind, enough wind flow is generated in this way by generating the negative pressure in order to use it for power generation; or it is possible to completely or partially pivot the device 110a, 110b, 110c out of it if the flow of the medium is too great, as explained, and nevertheless retain the function of generating energy, using already stored energy.
  • weak wind which can be optimally used in this way, which is made possible, for example, by the fact that the device for generating additional negative pressure 50 can be used intermittently in an adapted manner to the weak wind.
  • Fig. 2, 3, 3a, 3b and 3c shows in connection with Fig. 1 in perspective representations a device 1 with control flaps "externally accelerating", i.e. control flaps and media supply lines on the outside of the inflow channel of the inlet body, i.e. the media supply lines show in Direction of rotation of the device for generating additional negative pressure
  • control flaps "externally accelerating" arrangement is at low flow velocities and strong fluctuations in flow velocities.
  • the device 1 has an overall profile part 112 with its profile parts 113 and 114 .
  • the optional supply channel 100 is arranged inside the profile part 113 and its three-dimensional geometric position in Fig. 1, view "Z", shown in dashed lines. Its design and mode of action was explained above in the introductory part of the description of the figures, so that reference is made thereto.
  • four outer inflow hoods 113a are arranged at the same distance from one another on the outer casing of the profile part 113, FIGS. 1, 3, 3a. They cover a material recess in the outer casing 113, FIG. 3b, which, seen in the direction of flow 110, accommodates the front end piece of four media supply lines 53, each having an inlet 53e in the media supply line and a control valve 53f each.
  • the media supply lines are further arranged within the inflow channel of the inlet body 113; it should be pointed out that the inflow hoods 113a are optional, i.e. that the media supply lines 53 in this exemplary embodiment without inflow hoods 113a receive the medium directly through the front opening 101, Fig. 1b, in the inflow channel of the inlet body 113.
  • the four media supply lines 53 lead at their rear end, viewed in flow direction 110, to the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional vacuum 50.
  • the media supply lines 53 to the non-rotating shaped disk 51c are arranged on the outside and have an accelerating effect on the speed of the additional vacuum generating device 50; they are therefore specifically provided with the reference numeral 53a to delimit further media supply lines, FIG. 2, FIG. 3b.
  • the medium flows via the openings of the inflow hoods 113a, which are aligned with the direction of flow 110 of the medium in question, for example wind 105, the medium, passing the inlet 53e and the control flaps 53f, into the four medium supply lines 53 towards the non- rotating mold disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50, Fig. 3b.
  • the media supply lines 53 are arranged in an outer area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction to the device for generating additional negative pressure 50.
  • "Outer” area or synonymously “outside” means that the media supply lines 53 between the inner wall the inlet body 113 and the outer wall of the supply duct 100 extend towards the device for generating additional negative pressure 50, if such a supply duct is present; if such is not provided, these terms mean that the media supply lines 53 are arranged so far towards the inner wall of the inlet body 113 that the inlet body 113 viewed in the longitudinal direction is more central and therefore “inner” area or synonymously “inside” at least one ( further) media supply line 53b, 53d can accommodate such that the media supply lines 53 show in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure.
  • the arrangement of the outer media supply lines 53 "in the direction of rotation" can be seen in Fig. 3b.
  • the end of the media supply line 53a that reaches the non-rotating form disk 51c is aligned in such a way that it rotates in the direction of rotation of the device for generating additional
  • the medium flowing through the media supply line 53a therefore hits the converter wheel in such a way that its rotation is supported by it, i.e. the speed is increased.Thus, the speed of the device for generating additional negative pressure 50 is accelerated as a result of the flow of the medium in the respective media supply line 53a to the device for generating additional negative pressure.
  • 3b thus shows the end of the at least one media supply line 53a facing away from the front opening of the inlet body 113 in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure 50; this is the position of the media supply line which contributes to an acceleration of the speed of the additional vacuum generating device when the relevant medium is supplied through the media supply line to the additional vacuum generating device in the direction of its rotation.
  • the medium passes through the four passages 51d shown in FIG. 3c in the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50. It hereby reaches the channels 48 shown in FIG Shaped disc 51c are arranged and is directed outwards via the baffles 44 in a manner explained in detail above.
  • the speed and the torque of the device for generating additional negative pressure are also influenced - in addition to the material composition of the medium flowing through the media supply lines 53 - by the extent of the open position ("open") and closed position ("closed") of the control flaps 53f, shown in Figures 2 and 3b.
  • Control flaps 'open' means more recoil at the converter wheel, which in turn means more torque at higher speeds and therefore more power;
  • Control flaps "closed” means less recoil at the converter wheel, which in turn means less torque at low rpm and therefore less power.
  • Changing the speed and/or the torque of the device for generating additional vacuum also has a direct influence on the speed and torque of the turbine wheel 80.
  • the control flaps 53f in the "open” position lead to an increase in pressure at the turbine wheel, i.e. more torque higher speed is due to the turbine wheel, which is associated with more power; the control flaps 53f in the "closed” position cause a pressure reduction at the turbine wheel, which means less torque at lower speeds and therefore less power.
  • the converter wheel has a larger diameter than the turbine wheel 80.
  • the latter is arranged in a known manner - viewed in the direction of flow 110 - following a molded part 90 through which the volume flow 40 of the medium also flows within the scope of the invention is deflected in such a way that an optimum pressure is exerted on the blade parts 87 of the turbine wheel 80 (not shown).
  • the turbine wheel 80 and the molded part 90 are—seen in the flow direction 110—framed by the latter at the rear end of the supply channel 100 , if one is provided. Otherwise they are inside the profile part 113--seen in the direction of flow 110--fixed in the ring-shaped center 47 of the device for generating additional negative pressure, FIG. 3a.
  • FIG. 4 (in conjunction with Fig. 1) and Fig. 5, Fig. 6, Fig. 6a - c shows perspective views of an embodiment of the device 1 with control flaps "externally braking", ie the control flaps and the Media supply lines are arranged on the outside of the inflow channel of the inlet body, ie the media supply lines point against the direction of rotation of the device to generate additional negative pressure.
  • the device 1 has an overall profile part 112 with its profile parts 113 (inlet body) and 114 .
  • the optional feed channel 100 is arranged in the interior of the profile part 113 and its three-dimensional geometric position is shown in dashed lines in FIG. Its configuration and mode of action was explained above in the introductory part of the description of the figures, so that reference is made thereto.
  • four outer inflow scoops 113a are arranged at the same distance from one another on the outer casing of the inlet body 113, FIGS. 1, 4, 6a. They cover a material recess in the outer casing 113, FIG. 6b, which accommodates the front end piece, seen in the flow direction 110, of likewise four media supply lines 53, each having an inlet 53e into the media supply line and a control valve 53f each.
  • the media supply lines are further arranged within the inflow channel of the inlet body 113; it should be pointed out that the inflow scoops 113a are optional, i.e. that the media supply lines 53 in this exemplary embodiment without inflow scoops 113a receive the medium directly through the front opening 101, Fig. 1b, in the inflow channel of the inflow body 113.
  • the four media supply lines 53 lead at their rear end, viewed in flow direction 110, to the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50.
  • the media supply lines 53 to the non-rotating shaped disk 51c are arranged on the outside counter to the direction of rotation 50a of the device for generating additional negative pressure and have a braking effect on the speed of the additional vacuum generating device 50; they are therefore specifically provided with the reference number 53c to delimit further media supply lines, FIG. 5, FIG. 6b.
  • the medium flows via the openings of the inflow hoods 113a, which are aligned with the direction of flow 110 of the medium in question, e.g. Fig. 5, Fig. 6b.
  • the media supply lines 53 are arranged in an outer area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction to the device for generating additional negative pressure 50.
  • "Outer” area or synonymously “outside” means that the media supply lines 53 between the inner wall of the inlet body 113 and the outer wall of the feed channel 100 to the device for generation of additional negative pressure 50 towards, if such a supply channel is present; if such is not provided, these terms mean that the media supply lines 53 are arranged so far towards the inner wall of the inlet body 113 that the inlet body 113, viewed in the longitudinal direction, is more central and therefore “inner” area or synonymously “inside” at least one ( further) media supply line 53b, 53d can accommodate such that the media supply lines 53 show against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure.
  • the arrangement of the outer media supply lines 53 "against the direction of rotation" can be seen in Fig. 5 and Fig. 6b.
  • the end of the media supply line 53c that reaches the non-rotating form disk 51c is aligned in such a way that it is against the direction of rotation indicated by the arrow 50a of the device for generating additional negative pressure 50.
  • the medium flowing through the media supply line 53c thus hits the converter wheel in such a way that its rotation is thereby reduced, i.e. the speed is braked Braking the speed of the device for generating additional negative pressure is made possible due to the flow of the medium in the respective media supply line towards the device for generating additional negative pressure.
  • This enables braking of the rotational speed of the device for generating additional negative pressure 50 as a result of the flow of the medium in the respective media supply line 53c towards the device for generating additional negative pressure.
  • the medium passes through the four passages 51f shown in FIG. 6c in the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50. It hereby reaches the channels 48 shown in FIG Shaped disc 51c are arranged and is directed outwards via the baffles 44 in a manner explained in detail above.
  • Throttle "open” means that the converter wheel is braked, which in turn means less torque with lower speed and therefore less power; throttle “closed” means normal recoil at the converter wheel, which in turn means normal torque with corresponding speed and therefore normal power.
  • Changing the speed and/or the torque of the device for generating additional vacuum also has a direct influence on the speed and torque of the turbine wheel 80.
  • the control flaps 53f in the "closed” position lead to an increase in pressure at the turbine wheel, i.e. more torque higher speed is applied to the turbine wheel, which is associated with more power; the control flaps 53f in the "open” position cause a pressure reduction at the turbine wheel, which means less torque at lower speed and thus less power.
  • the converter wheel has a larger diameter than the turbine wheel 80.
  • the latter is arranged in a known manner - viewed in the direction of flow 110 - following a molded part 90 through which the volume flow 40 of the medium also flows within the scope of the invention is deflected in such a way that an optimum pressure is exerted on the blade parts 87 of the turbine wheel 80 (not shown).
  • the turbine wheel 80 and the molded part 90 are—seen in the flow direction 110—framed by the latter at the rear end of the supply channel 100 , if one is provided. Otherwise they are inside the profile part 113 - seen in the flow direction 110 - fixed in the annular center 47 of the device for generating additional negative pressure, Fig. 6a.
  • FIG. 7 shows perspective views of a device 1 with control flaps "accelerating internally", i.e. control flaps and media supply lines are on the inside of the inflow channel of the arranged in the inlet body, i.e. the media supply lines point in the direction of rotation of the device to generate additional negative pressure.
  • the device 1 has an overall profile part 112 with its profile parts 113 and 114 .
  • the optional feed channel 100 is arranged in the interior of the profile part 113 and its three-dimensional geometric position is shown in dashed lines in FIG. Its configuration and mode of action was explained above in the introductory part of the description of the figures, so that reference is made thereto.
  • the inlet body 113 accommodates four media supply lines 53, each of which is provided with a screen 113b and is attached in front of the inlet 53e (not shown) and the media supply line.
  • a control valve 53f is located after the panel and is accommodated at the beginning of the media lines 53.
  • the orifice serves to improve the inflow to the turbine.
  • the media supply lines are further arranged within the inflow channel of the inlet body 113; it should be pointed out here that the media supply lines 53 in this exemplary embodiment without inflow scoops 113a receive the medium directly through the front-side opening 101, FIG. 1b, in the inflow channel of the inlet body 113.
  • the four media supply lines 53 lead at their rear end, viewed in the direction of flow 110, to the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50.
  • the media supply lines 53 to the non-rotating shaped disk 51c are in the direction of rotation 50a of the device arranged on the inside to generate additional negative pressure, without being fed into the interior of the inlet body 113 via external inflow scoops, as in the exemplary embodiment according to FIGS. 2 and 3; they have an accelerating effect on the speed of the device for generating additional vacuum 50; they are therefore specifically provided with the reference numeral 53b to delimit further media supply lines, FIG. 8, FIG. 9b.
  • the media supply lines 53 are arranged in an inner area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction towards the device for generating additional negative pressure 50.
  • “Inner” area or synonymously “inside” means that the media supply lines 53 are inside the supply channel 100 to the device for generating additional negative pressure 50, if such a supply channel is present; if such is not provided, these terms mean either that the media supply lines 53 are as far away from the inner wall of the inlet body 113 are arranged at a distance in such a way that the inlet body 113 can accommodate at least one (additional) media supply line 53a, 53c in its non-central area viewed in the longitudinal direction, i.e.
  • outer area or synonymously “outside” in such a way that the media supply lines 53 in or against show the direction of rotation of the additional vacuum generating device; or they mean that the inlet body 113 does not have inflow scoops 113a, so the medium does not flow through them into the media supply lines; the latter is shown in this embodiment.
  • the arrangement of the inner media supply lines 53 "in the direction of rotation" can be seen in Fig. 9b
  • the medium flowing through the media supply line 53b thus hits the converter wheel in such a way that its rotation is supported by it, i.e. the speed is increased.Thus, the speed of the device for generating additional negative pressure 50 is accelerated as a result of the flow of the medium in the respective media supply line 53b to the device for generating additional negative pressure.
  • 9b thus shows the end of the media supply lines 53b facing away from the front opening of the inlet body 113 in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure 50; this is the position of the media supply line which contributes to an acceleration of the speed of the additional vacuum generating device when the relevant medium is supplied through the media supply line to the additional vacuum generating device in the direction of its rotation.
  • the medium passes through the four passages 51e shown in FIGS. 9a, 9c in the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50. It hereby reaches the channels 48 shown in FIG -rotating pattern disc 51c are arranged and is conducted outwards via the guide plates 44 in a manner explained in detail above.
  • the speed and the torque of the device for generating additional negative pressure are also influenced - in addition to the material composition of the medium flowing through the media supply lines 53 - by the extent of the open position ("open") and closed position ("closed") of the control flaps 53f, shown in Figures 8 and 9b.
  • Control flaps 'open' means more recoil at the converter wheel, which in turn means more torque at higher speeds and therefore more power;
  • Control flaps "closed” means less recoil at the converter wheel, which in turn means less low-rpm torque and therefore less power.
  • Changing the speed and/or the torque of the device for generating additional vacuum also has a direct influence on the speed and torque of the turbine wheel 80.
  • the control flaps 53f in the "open” position lead to an increase in pressure at the turbine wheel, i.e. more torque higher speed is applied to the turbine wheel, which is associated with more power; the control flaps 53f in the "closed” position cause a pressure reduction at the turbine wheel, which means less torque at a lower speed and thus less power.
  • the converter wheel has a larger diameter than the turbine wheel 80.
  • the latter is arranged in a known manner - seen in the direction of flow 110 - following a molded part 90 through which the volume flow 40 of the medium also flows within the scope of the invention is deflected in such a way that an optimum pressure is exerted on the blade parts 87 of the turbine wheel 80 (not shown).
  • the turbine wheel 80 and the molded part 90 are—seen in the flow direction 110—framed by the latter at the rear end of the supply channel 100 , if one is provided. Otherwise they are inside the profile part 113--seen in the flow direction 110--fixed in the ring-shaped center 47 of the device for generating additional negative pressure, FIG. 9a.
  • Fig. 10 (in conjunction with Fig. 1), Fig. 11, Fig. 12, 12a, 12b and 12c shows perspective views of a device 1 with control flaps "braking on the inside", i.e. control flaps and media supply lines are on the inside Arranged in the inflow channel of the inflow body, i.e. the media supply lines point against the direction of rotation of the device to generate additional negative pressure.
  • the device 1 has an overall profile part 112 with its profile parts 113 and 114 .
  • the optional feed channel 100 is arranged in the interior of the profile part 113 and its three-dimensional geometric position is shown in dashed lines in FIG. Its configuration and mode of action was explained above in the introductory part of the description of the figures, so that reference is made thereto.
  • the inlet body 113 accommodates four media supply lines 53, each of which is provided with a screen 113b and is attached in front of the inlet 53e (not shown) and the media supply line.
  • a control valve 53f is located after the panel and is accommodated at the beginning of the media lines 53.
  • the media supply lines are further arranged within the inflow channel of the inlet body 113; it should be pointed out here that the media supply lines 53 in this exemplary embodiment without inflow scoops 113a receive the medium directly through the front-side opening 101, FIG. 1b, in the inflow channel of the inlet body 113.
  • the four media supply lines 53 lead at their rear end, viewed in the direction of flow 110, to the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50.
  • the media supply lines 53 to the non-rotating shaped disk 51c are opposite to the direction of rotation 50a of Device for generating additional negative pressure arranged inside; they have a braking effect on the speed of the additional vacuum generating device 50; they are therefore specifically provided with the reference numeral 53d to delimit further media supply lines, Fig. 11, Fig. 12b.
  • the media supply lines 53 are arranged in an inner area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction towards the device for generating additional negative pressure 50.
  • “Inner” area or synonymously “inside” means that the media supply lines 53 are inside the supply channel 100 to the device for generating additional negative pressure 50, if such a supply channel is present; if such is not provided, these terms mean either that the media supply lines 53 are arranged far enough away from the inner wall of the inlet body 113 in such a way that the inlet body 113 in its longitudinally non-central, hence “outer” area or synonymously “outside “can in any case accommodate at least one (additional) media supply line 53a, 53c in such a way that the media supply lines 53 point in or against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure; or they mean that the inlet body 113 does not have inflow scoops 113a, so the medium does not flow through them into the media supply lines; the latter is shown in this embodiment.
  • the arrangement of the inner media feed lines 53 “against the direction of rotation” can be seen in Fig. 11, Fig. 12b of the device for generating additional negative pressure.
  • the medium flowing through the media supply line 53d thus strikes the converter wheel in such a way that its rotation is braked by it, i.e. the speed is reduced.
  • the rotational speed of the device for generating additional negative pressure 50 is thus braked as a result of the flow of the medium in the respective media supply line 53d towards the device for generating additional negative pressure.
  • the medium passes through the four passages 51g shown in Fig. 12a, 12c in the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50. It hereby reaches the channels 48 shown in Fig. 12b, which are not between the rotatable circular disk 51a and the -rotating pattern disc 51c are arranged and is conducted outwards via the guide plates 44 in a manner explained in detail above.
  • the speed and the torque of the device for generating additional negative pressure are also influenced - in addition to the material composition of the medium flowing through the media supply lines 53 - by the extent of the open position ("open") and closed position ("closed") of the control flaps 53f, shown in Figures 11 and 12b.
  • Control flaps 'open' means less recoil at the converter wheel, which in turn means less torque at lower rpm and therefore less power;
  • Control flaps "closed” means normal recoil at the converter wheel, which in turn means normal torque with normal speed and therefore normal power.
  • Changing the speed and/or the torque of the device for generating additional vacuum also has a direct influence on the speed and torque of the turbine wheel 80.
  • the control flaps 53f in the "open” position lead to a pressure reduction at the turbine wheel, ie less torque lower speed is due to the turbine wheel, which is associated with less power; the Control flaps 53f in the "closed” position cause an increase in pressure at the turbine wheel, which means increased torque at higher speeds and thus more power.
  • the converter wheel has a larger diameter than the turbine wheel 80.
  • the latter is arranged in a known manner - seen in the direction of flow 110 - following a molded part 90 through which the volume flow 40 of the medium also flows within the scope of the invention is deflected in such a way that an optimum pressure is exerted on the blade parts 87 of the turbine wheel 80 (not shown).
  • the turbine wheel 80 and the molded part 90 are—seen in the flow direction 110—framed by the latter at the rear end of the supply channel 100 , if one is provided. Otherwise they are inside the profile part 113--seen in the flow direction 110--fixed in the annular center 47 of the device for generating additional negative pressure, FIGS. 12a, 12b.
  • Fig. 13 in connection with Fig. 1
  • Fig. 14, Fig. 15, 15a, 15b and 15c shows a perspective view of a device 1 with control flaps "accelerating externally and internally", i.e. the control flaps and media supply lines are arranged on the outside and inside of the inflow channel of the inlet body, i.e. the media supply lines point in the direction of rotation of the device to generate additional negative pressure.
  • the device 1 has an overall profile part 112 with its profile parts 113 and 114 .
  • the optional feed channel 100 is arranged in the interior of the profile part 113 and its three-dimensional geometric position is shown in dashed lines in FIG. Its configuration and mode of action was explained above in the introductory part of the description of the figures, so that reference is made thereto.
  • four outer inflow hoods 113a are arranged at the same distance from one another on the outer casing of the profile part 113, FIG. 1, FIG. 13, FIG. 15a. They cover a material recess in the outer casing 113, FIG. 15b, which, seen in the direction of flow 110, accommodates the front end piece of likewise four outer media supply lines 53a, each having an inlet 53e into the media supply line and one control valve 53f each.
  • the media supply lines are further arranged within the inflow channel of the inlet body 113; it should be pointed out that the inflow hoods 113a are optional, ie the media supply lines 53a could also in this exemplary embodiment without inflow scoops 113a receive the medium directly through the end opening 101, FIG.
  • the eight media supply lines 53, 53a, 53b lead at their rear end, viewed in flow direction 110, to the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50.
  • the media supply lines 53, 53a, 53b to the non-rotating shaped disk 51c are in the direction of rotation 50a of the device Generation of additional negative pressure arranged outside and inside and have an accelerating effect on the speed of the device for generating additional negative pressure 50; they are therefore specifically provided with the reference number 53a for the so-called outer media supply line and with the reference number 53b for the so-called inner media supply line to delimit further media supply lines, FIG. 14, FIG. 15b.
  • the medium flows through the openings of the inflow hoods 113a, which are aligned with the direction of flow 110 of the medium in question, e.g. wind 105, passing the inlet 53e and the control flaps 53f, into the four outer medium supply lines 53a towards the non-rotating mold disk 51c of the device for generating additional vacuum 50, Fig. 15b.
  • the four media supply lines 53a are arranged in an outer area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction towards the device for generating additional negative pressure 50.
  • “Outer” area or synonymously “outside” means that the media supply lines 53a between the inner wall of the inlet body 113 and the outer wall of the supply duct 100 extend towards the device for generating additional negative pressure 50, if such a supply duct is present; if such is not provided, these terms mean either that the media supply lines 53a are arranged so far towards the inner wall of the inlet body 113 that the inlet body 113 in its more central, hence “inner” area or synonymously “inside” viewed in the longitudinal direction, at least one (Further) media supply line 53b can accommodate such that the media supply lines 53 point in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure; or the terms mean that the inlet body 113 has inflow scoops 113a, so the medium flows through them into the media supply lines; the latter is shown
  • the other four media supply lines 53b are arranged in an inner area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction towards the device for generating additional negative pressure 50.
  • “Inner” area or synonymously “inside” means that the media supply lines 53b are inside of the supply duct 100 to the device for generating additional negative pressure 50, if such a supply duct is present; if such is not provided, these terms mean either that the media supply lines 53 are arranged far enough away from the inner wall of the inlet body 113 in such a way that the inlet body 113 in its longitudinally non-central, hence “outer” area or synonymously “outside “can in any case accommodate at least one (additional) media supply line 53a in such a way that the media supply lines 53 point in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure; or they mean that the media supply lines 53b do not receive the flow of the medium via inflow scoops 113a of the inlet body 113, ie the
  • Arrow 50a shows the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure.
  • the medium flowing through the media supply line 53a, 53b hits the converter wheel in such a way that its rotation is supported, i.e. the speed is increased. This results in an acceleration of the speed of the device for generating additional negative pressure 50 as a result of the flow of the medium in the respective media supply line 53a, 53b towards the device for generating additional negative pressure.
  • the medium passes through the four passages 51d shown in FIG. 15c (for the so-called outer media supply lines 53a) and four further passages 51e (for the so-called inner media supply lines 53b) in the non-rotating mold disk 51c of the device Generation of additional negative pressure 50. It hereby reaches the channels 48 shown in FIG. 15b, which are arranged between the rotatable circular disk 51a and the non-rotating shaped disk 51c, and is directed outwards via the guide plates 44 in the manner explained in detail above.
  • the speed and the torque of the device for generating additional negative pressure are also influenced - in addition to the material composition of the medium flowing through the media supply lines 53 - by the extent of the open position ("open") and closed position ("closed") of the control flaps 53f, shown in Figures 14, 15b and 15b Needless to say, each media supply is separately controllable.
  • Control flaps 'open' means more recoil at the converter wheel, which in turn means more torque at higher speeds and therefore more power;
  • Control flaps "closed” means less recoil at the converter wheel, which in turn means less torque at low rpm and therefore less power.
  • Changing the speed and/or the torque of the device for generating additional vacuum also has a direct influence on the speed and torque of the turbine wheel 80.
  • the control flaps 53f in the "open” position lead to an increase in pressure at the turbine wheel, i.e. more torque higher speed is due to the turbine wheel, which is associated with more power; the control flaps 53f in the "closed” position cause a pressure reduction at the turbine wheel, which means less torque at lower speeds and therefore less power.
  • the converter wheel has a larger diameter than the turbine wheel 80.
  • the latter is arranged in a known manner - viewed in the direction of flow 110 - following a molded part 90 through which the volume flow 40 of the medium also flows within the scope of the invention is deflected in such a way that an optimum pressure is exerted on the blade parts 87 of the turbine wheel 80 (not shown).
  • the turbine wheel 80 and the molded part 90 are—seen in the flow direction 110—framed by the latter at the rear end of the supply channel 100 , if one is provided. Otherwise they are inside the profile part 113--seen in the flow direction 110--fixed in the ring-shaped center 47 of the device for generating additional negative pressure, FIG. 15a.
  • FIGS. 16 shows perspective views of a device 1 with control flaps “braking externally and internally”, ie the control flaps and media supply lines are outside and arranged inside on the inflow channel of the inlet body, ie the media supply lines point against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure.
  • the preferred use of the "external and internal braking" arrangement is at high flow velocities and with strong fluctuations in the flow velocities.
  • the device 1 has an overall profile part 112 with its profile parts 113 (inlet body) and 114 .
  • the optional feed channel 100 is arranged in the interior of the profile part 113 and its three-dimensional geometric position is shown in dashed lines in FIG. Its configuration and mode of action was explained above in the introductory part of the description of the figures, so that reference is made thereto.
  • four outer inflow hoods 113a are arranged at the same distance from one another on the outer casing of the inlet body 113, FIG. 1, FIG. 16, FIG. 18a. They cover a material recess in the outer casing 113, FIG. 18b, which accommodates the front end piece, viewed in the direction of flow 110, of likewise four outer media supply lines 53c, each having an inlet 53e into the media supply line and one control valve 53f each.
  • the media supply lines are further arranged within the inflow channel of the inlet body 113; it should be pointed out that the inflow scoops 113a are optional, i.e.
  • the media supply lines 53c in this exemplary embodiment without inflow scoops 113a receive the medium directly through the end opening 101, Fig. 1b, in the inflow channel of the inflow body 113.
  • there are four further inner media supply lines 53d each of which is provided with a screen 113b, each having an inlet 53e into the media supply line and a control valve 53f each.
  • the media supply lines 53d receive the medium directly via the front opening 101, FIG. 1b, in the inflow channel of the inlet body 113.
  • the eight media supply lines 53, 53c, 53d lead at their rear end, viewed in the direction of flow 110, to the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50.
  • the media supply lines 53, 53c, 53d to the non-rotating shaped disk 51c are counter to the direction of rotation 50a of the device arranged to generate additional negative pressure outside and inside and have a braking effect on the speed of the device for generating additional negative pressure 50; they are therefore specifically provided with the reference number 53c for the so-called outer media supply line and with the reference number 53d for the so-called inner media supply line to delimit further media supply lines, FIG. 17, FIG. 18b.
  • the medium flows through the openings of the inflow hoods 113a, which are aligned with the direction of flow 110 of the medium in question, e.g vacuum 50, Fig. 18b, 18c.
  • the four media supply lines 53c are arranged in an outer area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction towards the device for generating additional negative pressure 50.
  • “Outer” area or synonymously “outside” means that the media supply lines 53c between the Inner wall of the inlet body 113 and the outer wall of the feed channel 100 run towards the device for generating additional negative pressure 50, if such a feed channel is present; if such is not provided, these terms mean either that the media supply lines 53c are arranged so far towards the inner wall of the inlet body 113 that the inlet body 113 in its more central, hence “inner” area or synonymously “inside” viewed in the longitudinal direction, at least one (further) media supply line 53d in such a way that the media supply lines 53 point against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure; or the terms mean that the inlet body 113 has inflow scoops 113a, so the medium flows through these into the media supply lines; the latter is shown in
  • the other four media supply lines 53d are arranged in an inner area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction towards the device for generating additional negative pressure 50.
  • “Inner” area or synonymously “inside” means that the media supply lines 53d are inside of the supply channel 100 to the device for generating additional negative pressure 50, if such a supply channel is present; if such a supply channel is not provided, these terms mean either that the media supply lines 53d are arranged far enough away from the inner wall of the inlet body 113 in such a way that the Inlet body 113 can accommodate at least one (additional) media feed line 53c in its non-central area viewed in the longitudinal direction, i.e.
  • the end of the medium supply line 53c, 53d that reaches the non-rotating form disk 51c is aligned in such a way that it points counter to the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure, indicated by the arrow 50a.
  • the medium flowing through the media supply line 53c, 53d thus hits the converter wheel in such a way that its rotation is thereby reduced, ie the speed is lower. This enables braking of the rotational speed of the device for generating additional negative pressure 50 as a result of the flow of the medium in the respective media supply line 53c, 53d towards the device for generating additional negative pressure.
  • the medium passes through the four passages 51f shown in FIG. 18c (for the so-called outer media supply lines 53c) and four further passages 51g (for the so-called inner media supply lines 53d) in the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50. It thus reaches the channels 48 shown in FIG. 18b, which are arranged between the rotatable circular disk 51a and the non-rotating shaped disk 51c, and is conducted outwards via the baffles 44 in the manner explained in detail above.
  • the speed and the torque of the device for generating additional negative pressure are also influenced - in addition to the material composition of the medium flowing through the media supply lines 53 - by the extent of the open position ("open") and closed position ("closed") of the control flaps 53f, shown in Figures 16 and 17. Needless to say, each media feed is separately controllable.
  • Control flaps 'up' means less recoil at the converter wheel, which in turn means less torque at lower rpm and therefore less power;
  • Control flaps "closed” means normal recoil at the converter wheel, which in turn means normal torque with normal speed and therefore normal power.
  • the change in the speed and / or the torque of the device for generating additional vacuum also has a direct influence on the speed and torque of the turbine wheel 80.
  • the control flaps 53f in the "closed” position lead to an increase in pressure at the turbine wheel, ie more torque higher speed is applied to the turbine wheel, which is associated with more power; the control flaps 53f in the "open” position cause a pressure reduction at the turbine wheel, which means less torque at lower speed and thus less power.
  • the converter wheel has a larger diameter than the turbine wheel 80.
  • the latter is arranged in a known manner - seen in the direction of flow 110 - following a molded part 90 through which the volume flow 40 of the medium also flows within the scope of the invention is deflected in such a way that an optimum pressure is exerted on the blade parts 87 of the turbine wheel 80 (not shown).
  • the turbine wheel 80 and the molded part 90 are—seen in the flow direction 110—framed by the latter at the rear end of the supply channel 100 , if one is provided. Otherwise they are inside the profile part 113--seen in the direction of flow 110--fixed in the ring-shaped center 47 of the device for generating additional negative pressure, FIG. 18a.
  • Fig. 19 shows in perspective representations a device 1 with control flaps "accelerating on the inside and braking on the outside", i.e. the control flaps and Media supply lines are arranged on the outside and inside of the inflow channel of the inlet body, i.e. the media supply lines on the inside point in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure and the medium supply lines on the outside point against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure.
  • the preferred use of the arrangement "inside accelerating and outside Braking” is braking at high flow velocities and accelerating at lower flow velocities and in the case of strong fluctuations in flow velocities.
  • the device 1 has an overall profile part 112 with its profile parts 113 (inlet body) and 114 .
  • the optional feed channel 100 is arranged in the interior of the profile part 113 and its three-dimensional geometric position is shown in dashed lines in FIG. Its configuration and mode of action was explained above in the introductory part of the description of the figures, so that reference is made thereto.
  • four outer inflow hoods 113a are arranged at the same distance from one another on the outer casing of the inlet body 113, FIG. 1, FIG. 19, FIG. 21a. They cover a material recess in the outer casing 113, FIG. 21b, which, seen in the direction of flow 110, accommodates the front end piece of likewise four outer media supply lines 53c, each having an inlet 53e into the media supply line and one control valve 53f each.
  • the media supply lines are further arranged within the inflow channel of the inlet body 113; it should be noted that the inflow scoops 113a are optional, ie the media supply lines 53c in this exemplary embodiment without inflow scoops 113a receive the medium directly through the end opening 101, FIG.
  • the media supply lines 53b receive the medium directly via the front opening 101, FIG. 1b, in the inflow channel of the inlet body 113.
  • the eight media supply lines 53, 53c, 53b lead at their rear end, seen in the direction of flow 110, to the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50.
  • the media supply lines 53, 53c to the non-rotating shaped disk 51c are counter to the direction of rotation 50a of the device arranged on the outside for generating additional negative pressure and have a braking effect on the speed of the device for generating additional negative pressure 50;
  • the media supply lines 53, 53b to the non-rotating forming disk 51c are arranged in the direction of rotation 50a of the device for generating additional vacuum and have an accelerating effect on the speed of the device for generating additional vacuum 50; they are therefore specifically provided with the reference number 53c for the so-called outer and braking media supply line and with the reference number 53b for the so-called inner accelerating media supply line, and the screen 113b Fig. 20, Fig. 21b to delimit further media supply lines.
  • the medium flows through the openings of the inflow hoods 113a, which are aligned with the direction of flow 110 of the medium in question, e.g. wind 105, passing the inlet 53e and the control flaps 53f, into the four outer medium supply lines 53c to the non-rotating mold disk 51c of the device for generating additional vacuum 50, Fig. 20, Fig. 21b.
  • the four media supply lines 53c are arranged in an outer area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction to the device for generating additional negative pressure 50.
  • "Outer” area or Synonymously “outside” means that the media supply lines 53c run between the inner wall of the inlet body 113 and the outer wall of the supply channel 100 to the device for generating additional negative pressure 50, if such a supply channel is present; if such a supply channel is not provided, these terms mean either that the media supply lines 53c are arranged so far towards the inner wall of the inlet body 113 that the inlet body 113, viewed in the longitudinal direction, can accommodate at least one (additional) media supply line 53b in its more central, therefore "inner” area or synonymously “inside” such that the media supply lines 53 point in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure; or the terms mean that the inlet body 113 has inflow scoops 113a, so the medium flows through these into the media supply lines;
  • the other four media supply lines 53b are arranged in an inner area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction towards the device for generating additional negative pressure 50.
  • “Inner” area or synonymously “inside” means that the media supply lines 53b are inside of the supply duct 100 to the device for generating additional negative pressure 50, if such a supply duct is present; if such is not provided, these terms mean either that the media supply lines 53b are arranged far enough away from the inner wall of the inlet body 113 in such a way that the inlet body 113, viewed in the longitudinal direction, is off-central and therefore “outer” or synonymously “outside "can in any case accommodate at least one (additional) media supply line 53c in such a way that the media supply line 53c points in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure; or they mean that the at least one media supply line 53b does not receive the medium flow via inflow scoops 113a of the inlet body 113,
  • Braking is thus carried out the rotational speed of the device for generating additional negative pressure 50 as a result of the flow of the medium in the respective media supply line 53c to the device for generating additional negative pressure
  • the end of the media supply line 53b reaching the form disk 51c is aligned in such a way that it points in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure, indicated by the arrow 50a.
  • the medium flowing through the media supply line 53b hits the converter wheel in such a way that its rotation is thereby accelerated, ie the speed increases.
  • This enables the speed of the device for generating additional negative pressure 50 to be accelerated as a result of the flow of the medium in the respective media supply line 53b towards the device for generating additional negative pressure.
  • the device 1 can be controlled by means of suitable regulating and control measures such that either the accelerating or the braking function comes to the fore.
  • the medium passes through the four passages 51f shown in FIG. 21c (for the so-called outer media supply lines 53c) and four further passages 51e (for the so-called inner media supply lines 53b) in the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50. It thus reaches the channels 48 shown in FIG. 21b, which are arranged between the rotatable circular disk 51a and the non-rotating shaped disk 51c, and is conducted outwards via the baffle plates 44 in the manner explained in detail above.
  • the speed and the torque of the device for generating additional negative pressure are also influenced - in addition to the material composition of the medium flowing through the media supply lines 53 - by the extent of the open position ("open") and closed position ("closed") of the control flaps 53f, shown in Figures 20 and 21b Needless to say, each media supply line is separately controllable.
  • Control flaps "open” with the media supply lines “inside” 53b in the direction of rotation means higher recoil at the converter wheel, which in turn means more torque with higher speed and thus more power;
  • control flaps "closed” with the media supply lines "inside” in the direction of rotation mean less recoil at the converter wheel , which in turn means less low-rpm torque and therefore less power.
  • the change in the speed and / or the torque of the device for generating additional negative pressure in the media supply lines "inside" 53b in the direction of rotation also has a direct influence on the speed and torque of the turbine wheel 80.
  • the control flaps in the "open” position lead to a Pressure increase at the turbine wheel, i.e. more torque with higher speed is applied to the turbine wheel, which is associated with more power; the control flaps in the "closed” position cause a reduction in pressure on the turbine wheel, which means less torque at lower speeds and therefore less power.
  • Control flaps "open” in the media supply lines "outside” 53c against the direction of rotation means that the converter wheel is braked, which in turn means less torque at a lower speed and thus less power; control flaps "closed” in the media supply lines "outside” against the direction of rotation mean one normal recoil at the converter wheel, which in turn means normal torque with the corresponding speed and thus normal power.
  • the change in the speed and/or the torque of the device for generating additional negative pressure in the "outside” media supply lines 53c against the direction of rotation also has a direct influence on the speed and the torque of the turbine wheel 80.
  • the control flaps in the "closed” position leads to an increase in pressure at the turbine wheel, i.e. more torque with higher speed is applied to the turbine wheel, which is associated with more power; the control flaps in the "open” position causes a reduction in pressure on the turbine wheel, which means less torque at lower speeds and therefore less power.
  • the converter wheel has a larger diameter than the turbine wheel 80.
  • the latter is arranged in a known manner - seen in the direction of flow 110 - following a molded part 90 through which the volume flow 40 of the medium also flows within the scope of the invention is deflected in such a way that an optimum pressure is exerted on the blade parts 87 of the turbine wheel 80 (not shown).
  • the turbine wheel 80 and the molded part 90 are—seen in the flow direction 110—framed by the latter at the rear end of the supply channel 100 , if one is provided. Otherwise are they inside the profile part 113 - seen in flow direction 110 - fixed in the annular center 47 of the device for generating additional negative pressure, Fig. 21a.
  • Fig. 22 in connection with Fig. 1
  • Fig. 23, Fig. 24, 24a, 24b and 24c shows in perspective representations a device 1 with control flaps "braking on the inside and accelerating on the outside", i.e. the control flaps and Media supply lines are arranged on the outside and inside of the inflow channel of the inlet body, i.e. the media supply lines on the inside point against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure and the media supply lines on the outside in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure.
  • the preferred use of the arrangement "braking on the inside and accelerating on the outside” is decelerating at high flow velocities and accelerating at lower flow velocities and in the case of strong fluctuations in flow velocities.
  • the device 1 has an overall profile part 112 with its profile parts 113 (inlet body) and 114 .
  • the optional feed channel 100 is arranged in the interior of the profile part 113 and its three-dimensional geometric position is shown in dashed lines in FIG. Its configuration and mode of action was explained above in the introductory part of the description of the figures, so that reference is made thereto.
  • two outer inflow hoods 113a are arranged at the same distance from one another on the outer casing of the inlet body 113, FIG. 1, FIG. 22, FIG. 24a. They cover a material recess in the outer casing 113, FIG. 24b, which, seen in the direction of flow 110, accommodates the front end piece of two outer media supply lines 53a, each having an inlet 53e in the media supply line and a control valve 53f each.
  • the media supply lines are further arranged within the inflow channel of the inlet body 113; it should be pointed out that the inflow scoops 113a are optional, ie that the media supply lines 53a in this exemplary embodiment without inflow scoops 113a receive the medium directly through the end opening 101, FIG.
  • the media supply lines 53d receive the medium directly via the front opening 101, FIG. 1b, in the inflow channel of the inlet body 113.
  • the four media supply lines 53, 53a, 53d lead at their rear end, seen in the direction of flow 110, to the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50.
  • the media supply lines 53, 53d to the non-rotating shaped disk 51c are opposite to the direction of rotation 50a of the device arranged internally to generate additional vacuum and have a braking effect on the rotational speed of the device for generating additional vacuum 50; the media supply lines 53, 53a to the non-rotating forming disk 51c are arranged on the outside in the direction of rotation 50a of the device for generating additional negative pressure and have an accelerating effect on the speed of the device for generating additional negative pressure 50; they are therefore specifically provided with the reference number 53a for the so-called outer and accelerating media supply line and with the reference number 53d for the so-called inner braking medium supply line to delimit further media supply lines, Fig. 23, Fig. 24b.
  • the medium flows through the openings of the inflow hoods 113a, which are aligned with the direction of flow 110 of the medium in question, e.g. wind 105, passing the inlet 53e and the control flaps 53f, into the two outer medium supply lines 53a towards the non-rotating mold disk 51c of the device for generating additional vacuum 50, Fig. 23, Fig. 24b.
  • the two media supply lines 53a are arranged in an outer area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction towards the device for generating additional negative pressure 50.
  • “Outer” area or synonymously “outside” means that the media supply lines 53a are between the Inner wall of the inlet body 113 and the outer wall of the feed channel 100 run towards the device for generating additional negative pressure 50, if such a feed channel is present; if such is not provided, these terms mean either that the media supply lines 53a are arranged so far towards the inner wall of the inlet body 113 that the inlet body 113 in its more central, hence “inner” area viewed in the longitudinal direction or synonymously “inside” at least (further ) can accommodate media supply lines 53d in such a way that the media supply lines 53d point against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure; or the terms mean that the inlet body 113 has inflow scoops 113a, so the medium flows through them into the media supply lines; the latter
  • the other two media supply lines 53d are arranged in an inner area within the inflow channel of the inlet body 113 and, like this, run in the longitudinal direction to the device for generating additional negative pressure 50.
  • "Inner” area or Synonymously “inside” means that the media supply lines 53d run within the supply channel 100 to the device for generating additional negative pressure 50, if such a supply channel is present; if such a supply channel is not provided, these terms mean either that the media supply lines 53d run as far from the inner wall of the inlet body 113 are arranged remotely in such a way that the inlet body 113 can accommodate at least one (additional) media supply line 53a in its longitudinally non-central, i.e.
  • the arrangement of the inner media supply lines 53d "against the direction of rotation” and the outer media supply lines 53a “in the direction of rotation” can be seen in FIG. 23, FIG. 24b.
  • the end of the media supply line 53d that reaches the non-rotating form disk 51c is aligned in such a way that it points against the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure, which is indicated by the arrow 50a.
  • the medium flowing through the media supply line 53d thus hits the converter wheel in such a way that its rotation is thereby reduced, ie the speed is lower. This enables braking of the rotational speed of the device for generating additional negative pressure 50 as a result of the flow of the medium in the respective media supply line 53d towards the device for generating additional negative pressure.
  • the end of the media supply line 53a that reaches the non-rotating form disk 51c is aligned in such a way that it points in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure, indicated by the arrow 50a.
  • the medium flowing through the media supply line 53a thus hits the converter wheel in such a way that its rotation is thereby accelerated, ie the speed increases.
  • the device 1 can be controlled by suitable regulation and control measures in such a way that either the accelerating or the braking function comes to the fore.
  • 24b also show the end of the media supply lines 53a facing away from the front-side opening of the inlet body 113 in the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure 50; this is the position of the media supply line which contributes to an increase in the speed of the device for generating additional negative pressure 50 when the relevant medium is supplied through the medium supply line 53a of the device for generating additional negative pressure 50 in the direction of rotation.
  • the medium passes through the two passages 51d shown in FIG. 24c (for the so-called outer media supply lines 53c) and four further passages 51g (for the so-called inner media supply lines 53b) in the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50. It thus reaches the channels 48 shown in FIG. 24b, which are arranged between the rotatable circular disk 51a and the non-rotating shaped disk 51c, and is conducted outwards via the baffle plates 44 in the manner explained in detail above.
  • the speed and the torque of the device for generating additional negative pressure are also influenced - in addition to the material composition of the medium flowing through the media supply lines 53 - by the extent of the open position ("open") and closed position ("closed") of the control flaps 53f, shown in Figures 23 and 24b Needless to say, each media supply line is separately controllable.
  • Control flaps "open” in the media supply lines "inside” 53d against the direction of rotation means that the converter wheel is braked, which in turn means less torque at a lower speed and thus less power; control flaps "closed” in the media supply lines "inside” against the direction of rotation means one normal recoil at the converter wheel, which in turn means normal torque with the corresponding speed and thus normal power.
  • the change in the speed and/or the torque of the device for generating additional negative pressure in the media supply lines "inside" 53d against the direction of rotation also has a direct influence on the speed and the torque of the turbine wheel 80.
  • the control flaps in the "closed” position leads to an increase in pressure at the turbine wheel, ie more torque with a higher speed is applied to the turbine wheel, which is associated with more power; the control flaps in the "open” position causes a reduction in pressure on the turbine wheel, which means less torque at lower speeds and therefore less power.
  • Control flaps "open” for the media supply lines "outside” 53a in the direction of rotation means higher recoil at the converter wheel, which in turn means more torque with higher speed and thus more power; control flaps "closed” for the media supply lines “outside” in the direction of rotation mean less recoil at the converter wheel , which in turn means less low-rpm torque and therefore less power.
  • the change in the speed and / or the torque of the device for generating additional negative pressure in the media supply lines "outside" 53a in the direction of rotation also has a direct influence on the speed and torque of the turbine wheel 80.
  • the control flaps in the "open” position leads to a Pressure increase at the turbine wheel, i.e. more torque with higher speed is applied to the turbine wheel, which is associated with more power; the control flaps in the "closed” position causes a pressure reduction at the turbine wheel, which means less torque at lower speed and thus less power.
  • the converter wheel has a larger diameter than the turbine wheel 80.
  • the latter is arranged in a known manner - viewed in the direction of flow 110 - following a molded part 90 through which the volume flow 40 of the medium also flows within the scope of the invention is deflected in such a way that an optimum pressure is exerted on the blade parts 87 of the turbine wheel 80 (not shown).
  • the turbine wheel 80 and the molded part 90 are—seen in the flow direction 110—framed by the latter at the rear end of the supply channel 100 , if one is provided. Otherwise they are inside the profile part 113--seen in the flow direction 110--fixed in the ring-shaped center 47 of the device for generating additional negative pressure, FIG. 24a.
  • FIGS. 25, 25a shows another type of media supply, namely a perspective representation of a device 1 according to the invention with a version with ring channels and control with external acceleration and internal braking or control with external braking and internal acceleration.
  • FIGS. 25 and 25a contain the same reference symbols as in the above exemplary embodiments of FIGS. 1 to 24, the components referred to have the same function. In this respect, reference is made to this.
  • the present exemplary embodiment is characterized in that the media supply lines are designed as ring channels, ie, for example, ring-shaped. So can of the front opening 101 of the inlet body 113, two ring-shaped channels 53i, 53j can be arranged in the direction of the non-rotating shaped disk 51c of the device for generating additional negative pressure 50, with the ring channels forming a narrower and wider ring at the front.
  • Fig. 25 shows that the front molded disc 51c is designed in such a way that it has two ring channels "molded" in the front area, with the inner ring channel 53h/53j being responsible for braking and the inflow and outflow opening running against the direction of rotation and the outer annular channel 53g/53i is responsible for the acceleration and the inflow and outflow opening runs in the direction of rotation 50a; the arrangement can also be inverse.
  • the ring channels can each be designed independently without the design of the mold disk.
  • the outer annular channel 53i can receive the medium flowing into the inlet body 113 via the inlet scoops 113a, which have been explained several times in the previous exemplary embodiments.
  • FIGS. 26, 26a, 26b, 26c contains in perspective representations an embodiment of the energy converter with a version of a regulating wheel with inclined openings.
  • This exemplary embodiment is an embodiment of the invention in which it solves the task without at least one media supply line using a converter wheel 50 with the above-described non-rotating shaped disk 51c, in which the increase in the speed of the device for generating additional vacuum or the reduction in the speed of the device for generating additional Negative pressure is brought about by the design of the at least one additional opening (in addition to the annular channel 41) contained in the molded disk.
  • FIGS. 26, 26a, 26b, 26c contain the same reference symbols as in the above exemplary embodiments of FIGS. 1 to 25, the components referred to have the same function. In this respect, reference is made to this.
  • the medium flows through the front-side opening 101 of the inlet body 113 to the device for generating additional negative pressure 50, which is generated via a rotatable circular disc 51a, an annular channel 41, areas 43, baffles 44, 45, antechamber 46, center 47, channels 48 and a non-rotating front mold disc 51c as previously described.
  • the direction of rotation of the device for generating additional negative pressure 50 is indicated by 50a.
  • a rotating disk 51j is provided as a shutter. This is pivoted about a central axis 51n in one of the two pivoting directions 51m and thus releases the oblique opening 51h for accelerating the device for generating additional vacuum 50 or in the other direction of rotation 51i when braking the device for generating additional vacuum.
  • the turntable with passages 51k is accelerating and 511 is decelerating. The positioning is arranged so that either accelerates. id or braked or the passages in the front molded disc are covered.

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Abstract

Einrichtung (1) zur Wandlung von durch ein Medium transportierter Strömungsenergie in mechanische und / oder elektrische Energie umfassend eine Umhausung (112), die aufweist ein Turbinenrad (80) und eine diesem in Strömungsrichtung nachgeordnete Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50), die einen inneren Einlaufkanal (41) und Kanäle (48) enthält, die das Medium aufnehmen, wobei dieses bei Drehung der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) nach aussen gedrückt wird, wobei die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) eine nicht-drehbare Formscheibe (51c) aufweist, die wenigstens einen weiteren Durchlass (51, 51h, 51i, 51d -51g) aufweist, der geeignet ist, die drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) entweder zu beschleunigen oder zu bremsen.

Description

Einrichtung zur Wandlung von durch ein Medium transportierter Strömungsenergie in mechanische und / oder elektrische Energie
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Einrichtung zur Wandlung von durch ein Medium transportierter Strömungsenergie in mechanische und / oder elektrische Energie nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 1.
Aus der DE 10 2010 024 621 Al geht ein Energiewandler mit einem Zufuhrkanal für ein Medium und einem dem Zufuhrkanal nachgeschaltetem Turbinenrad hervor, bei dem dem Turbinenrad ein Wandlerrad nachgeschaltet ist, derart, dass das durch das Medium in Drehung versetzte Wandlerrad zur Drehung des Turbinenrades beschleunigbar ist. Dieser Energiewandler arbeitet effizient und kann bei einem relativ einfachen und kompakten Aufbau die Energie eines in einem Rohrteil strömenden Fluids in Energie umwandeln.
Die Aufgabe der vorliegenden Erfindung besteht darin, eine Einrichtung zur Wandlung von durch ein Medium transportierter Strömungsenergie in rotatorische mechanische und / oder elektrische Energie zu schaffen, die diese Eigenschaften bewahrt, aber noch effizienter ist und an die Strömungseigenschaften des Fluids anpassungsfähig ist. Des Weiteren soll eine konstruktive Ausgestaltung geschaffen werden, die eine Ansteuerung und Regelung des Energiewandlers für eine optimale Nutzung der Strömungsenergie aus Wasserkraft und Windkraft oder anderen fliessenden Medien ermöglicht. Weiterhin sollen die Herstellung und der Einsatz einer solchen Gerätschaft in hohem Maße klimaneutral und nachhaltig sein sowie eine die Landschaft optisch und in sonstiger Weise wenig beeinträchtigende Eigenschaft aufweisen.
Mithin soll eine Einrichtung geschaffen werden, die
• diejenigen Strömungsverhältnisse verstärkt, die ohne eine derartige Einrichtung vorherrschen, soweit das jeweilige Fluid auf eine Turbine oder auf ein Strahltriebwerk, eine Pumpe oder dgl. auftrifft, - was bereits in der DE 10 2010 024 621 Al beschrieben ist - und die darüber hinaus
• die Nutzung der Strömungsenergie aus Wasserkraft, Windkraft oder anderen fliessenden Medien für die Energiegewinnung weiter optimiert, und
BESTÄTIGUNGSKOPIE die weiter darüber hinaus
• - ganz besonders bevorzugt - kontrollierbar und einfach regelbar einen Einsatz der Einrichtung o sowohl bei niedrigen wie auch bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten und o bei starken Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeiten erlaubt.
Zudem soll die Einrichtung multi-funktionale Aufgaben erfüllen können, die über die Wandlung von durch ein Medium transportierter Strömungsenergie in rotatorische mechanische und / oder elektrische Energie hinausgehen, wozu unter anderem gehört, eine derartige Einrichtung zu schaffen, die über die Energiegewinnung hinaus eine nachhaltige, umweltfreundliche und während ihres Gebrauchs eine CO2-neutrale Kühlung und Belüftung von Gebäuden und Räumen erlaubt.
Diese Aufgabe wird durch eine Einrichtung mit den Merkmalen des Anspruchs 1 sowie ein Verfahren nach Anspruch 16 gelöst. Die Unteransprüche enthalten vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung. Die Einrichtung ermöglicht die Wandlung von durch ein Medium transportierter Strömungsenergie in mechanische und / oder elektrische Energie. Die mechanische Energie kann rotatorischen oder pumpenden Ursprungs sein.
Zusammenfassung der Grundprinzipien nach DE 10 2010 024 621 Al:
Da die vorliegende Erfindung auf der Patentanmeldung DE 10 2010 024 621 Al aufbaut, sollen vorliegend die jener Anmeldung zugrunde liegenden Prinzipien nachfolgend zusammengefasst werden, die auch für die vorliegende Erfindung gelten. Ergänzend wird auf die Patentanmeldung DE 10 2010 024 621 Al verwiesen.
Die dort beschriebene Einrichtung umfasst unter anderem
• ein Turbinenrad,
• ein dort so bezeichnetes Wandlerrad, bei dem es sich um eine Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks im Verhältnis zu dem bei der Einrichtung vorliegenden Atmosphärendruck und damit zur weiteren Vergrößerung des Druckunterschiedes nach dem Turbinenrad im Vergleich zum Atmosphärendruck handelt, wodurch die Einströmgeschwindigkeit des Fluids in das das Turbinenrad umgebende Gehäuse vergrößert wird, • wenigstens einen Generator.
Die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ist in Strömungsrichtung des Mediums gesehen hinter dem Turbinenrad angeordnet. Sie ist drehbar angeordnet und befindet sich vorzugsweise in derselben Achsrichtung wie das Turbinenrad.
Ist die Vorrichtung in Drehung versetzt, sei es durch einen Antriebsmotor oder durch vorhandene Fluidströmung, kann die Drehzahl des Wandlerrads gemäß diesem Stand der Technik durch den Antriebsmotor differenziert erhöht werden. Hierdurch wird der Druckunterschied vergrößert, der zwischen dem Druck des Mediums in dem das Turbinenrad umgebende Gehäuse und dem Druck im Bereich des Turbinenrades besteht. Das das Turbinenrad umgebende Gehäuse kann als Zufuhrkanal für Wasser, Luft oder andere fliessende Medien ausgestaltet sein. Dadurch ergibt sich eine wesentlich größere Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Gehäuse bzw. Zufuhrkanal, d. h. eine wesentlich größere kinetische Energie des Mediums.
Geht man von derselben Leistung eines herkömmlichen Windrades aus, kann durch diesen gattungsbildenden Stand der Technik der Durchmesser des Turbinenrades des erfindungsgemäßen Energiewandlers vergleichsweise klein sein. Ferner wird wegen der großen Anzahl der Schaufelteile des Turbinenrades kombiniert mit der entsprechenden Anzahl der Leitschaufelteile des Leitschaufelkranzes eines dort so genannten Formteiles des Turbinenrads der Wirkungsgrad gegenüber dem herkömmlichen Windrad wesentlich vergrößert. Bei gleicher Leistung eines Windrades und des vorliegenden Energiewandlers kann die Bauweise des vorliegenden Energiewandlers relativ klein sein. Zudem müssen herkömmliche Windräder bei großen Windgeschwindigkeiten abgeschaltet werden.
Dieser bekannte Energiewandler ist kompakt, leicht, kostengünstig herstellbar, leicht transportierbar und montierbar, relativ unempfindlich gegen Blitzschlag. Er kann auf dem Boden, auf Gebäuden, Terrassen etc. aufgestellt und betrieben werden. Schon in dieser bekannten Ausgestaltung sind bei plötzlichen Windböen keine Beschädigungen zu befürchten.
Es kann mit dem durch das Turbinenrad des Energiewandlers angetriebenen Generator eine konstante Stromerzeugung dadurch erreicht werden, dass die Drehzahl des Wandlerrads so eingeregelt wird, dass im Zufuhrkanal eine konstante Volumengeschwindigkeit des Mediums eingestellt wird. Das hiermit mit erhöhter Einströmgeschwindigkeit einströmende Medium, bei dem es sich z. B. um Luft handelt, setzt zusätzlich das Wandlerrad in Drehung und treibt über ein zusätzliches Getriebe einen zusätzlichen Generator an. Mit dem Antriebsmotor wird gegebenenfalls je nach Strömungsgeschwindigkeit eine differenzierte Drehzahlerhöhung an das Wandlerrad abgegeben, um die Einströmgeschwindigkeit so zu verändern, dass das Turbinenrad optimal umströmt wird. Damit ist eine Veränderung des Anstellwinkels der Schaufelteile und der Leitschaufelteile nicht notwendig.
Das das Turbinenrad umgebende Gehäuse, das als Zufuhrkanal ausgestaltet sein kann, ist nicht auf eine besondere räumlich-geometrische Konfiguration beschränkt. Bevorzugt ist es als Rohrteil gebildet, wobei an der dem Turbinenrad zugewandten Seite des Rohrteiles ein in den Endbereich des Rohrteiles hineinragendes Formteil angeordnet. Das Formteil ist, derart ausgebildet, dass es das Medium von der Längsachse des Rohrteiles in Richtung auf die Innenwandung des Rohrteiles lenkt. Das Formteil ist konisch ausgebildet und konzentrisch zum Rohrteil angeordnet. Das Formteil weist an seinem Aussenumfang Leitschaufelteile auf, die jeweils in der Richtung der Längsachse des Rohrteiles verlaufen und am Aussenumfang desselben gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Auf diese Weise wird zwischen jeweils zwei benachbarten Leitschaufelteilen, einem entsprechenden Bereich des Aussenumfanges des Formteiles und einem entsprechenden Bereich der Innenwandung des Rohrteiles ein Strömungskanal gebildet, der zu den Schaufelteilen des Turbinenrades führt.
Die Schaufelteile des Turbinenrades sind gleichmäßig um einen Umfang des Turbinenrades beabstandet. Sie verlaufen vom Formteil weg zur Seite des Wandlerrads und sind in der Umfangsrichtung des Turbinenrades geneigt.
Das Turbinenrad ist mit einer Turbinenwelle verbunden, die zur Stromerzeugung drehfest mit einem Generator verbunden ist.
Das Wandlerrad ist seinerseits an einer drehbaren Hohlwelle drehfest angeordnet. Es weist zwei parallel voneinander beabstandete Kreisscheiben auf, in deren Zwischenraum von seinem Zentrum nach aussen verlaufende und sich nach aussen öffnende Kanäle angeordnet sind, in denen das Medium bei einer Drehung des Wandlerrads nach aussen geführt wird. Die Kanäle umfassen jeweils einen von einer allen Kanälen zugeordneten, zentrischen Vorkammer radial nach aussen verlaufenden ersten Bereich und einen radial aussen gegenüber dem ersten Bereich etwa in Umfangsrichtung des Wandlerrads abgewinkelten zweiten Bereich, der sich nach aussen hin öffnet. Die Kanäle werden jeweils durch zwischen den Kreisscheiben angeordnete Leitbleche gebildet.
Als Medium dient besonders bevorzugt Luft. Bei einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung ist im Zufuhrkanal, vorzugsweise an der dem Turbinenrad abgewandten Seite, eine Zerstäubereinheit angeordnet, durch die ein flüssiges oder dampfförmiges Medium in den Zufuhrkanal einführbar ist, bei dem es sich vorzugsweise um Wasser, um zerstäubte Wassertropfen oder um zerstäubtes Öl handelt.
Ein Ausführungsbeispiel eines derartigen bekannten Energiewandlers wird anhand der nachfolgenden Figuren skizziert, die weitestgehend denjenigen der gattungsbildenden Patentanmeldung entsprechen.
Es zeigen
Fig. 0-1 in perspektivischer Darstellung eine Ausführungsform des bekannten Energiewandlers,
Fig. 0-2 einen Schnitt durch den Energiewandler der Fig. 0-1,
Fig. 0-3 eine Innenansicht des Profilteils 114 als Schnitt durch den Energiewandler der Fig. 0-1,
Fig. 0-4 eine bekannte Ausgestaltung des Turbinenrads mit Verbindung zu dem Generator,
Fig. 0-4a, 0-4b Darstellungen zur Erläuterung des Aufbaus und der Funktion des bekannten Wandlerrads.
Die in Fig. 0-1 und Fig.0-2 gezeigte Ausführungsform des Energiewandlers ruht auf einem Mast 123 und beinhaltet das Gesamt-Profilteil 112 mit seinen Teilen 113, 114, welche als konische bzw. kegelförmige Umhausungen ausgestaltet sind und unter anderem die funktionalen Teile des sog. Wandlerrads 50 und des Turbinenrads 80 aufnehmen. Das Wandlerrad 50 ist - in Einströmrichtung 110 des betreffenden Fluids gesehen - nach dem Turbinenrad 80 angeordnet.
Das Profilteil 114 nimmt weitere funktionale Bauteile auf, wie z.B. den Generator 85, der über eine Turbinenwelle 81 mit dem in der Umhausung des Profilteils 113 angeordneten Turbinenrad 80 verbunden ist, Fig. 0-3. Die kinetische Energie des Turbinenrades 80 wird mit einem hohen Wirkungsgrad auf die Turbinenwelle 81 übertragen (Fig. 0-3). Die hohe Drehzahl der Turbinenwelle 81 kann über ein Getriebe 82 reduziert werden, wobei das entsprechende Drehmoment erhöht wird.
Das Wandlerrad 50 und das mit 80 bezeichnete Turbinenrad sind drehbar gelagert, wobei das Turbinenrad 80 mit der Turbinenwelle 81 drehfest verbunden ist. An der dem Turbinenrad 80 gegenüberliegenden Seite der Turbinenwelle 81 ist der Generator 85 drehtest an der Turbinenwelle 81 montiert, der bei einer Drehung der Turbinenwelle 81 elektrische Energie erzeugt.
Des Weiteren beinhaltet das Profilteil 114 den Antriebsmotor 57 für das Wandlerrad 50 sowie einen mit diesem über ein Getriebe 117 verbundenen weiteren Generator 116. Die Drehung des Antriebsmotors 57 wird über im Belieben des Fachmanns stehende Mittel auf das Wandlerrad 50 übertragen.
Das Profilteil 113 nimmt ein als Zufuhrkanal dienendes Rohrteil 100 auf. Durch die stirnseitige Öffnung des Zufuhrkanals kann das betreffende Fluid in das Innere des Zufuhrkanals einströmen; die Einströmrichtung ist mit der Bezugsziffer 110 gekennzeichnet, Fig. 0-2.
In dem der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 zugewandten Endbereich des Rohrteiles 100 befindet sich das Formteil 90, das eine sich konisch erweiternde Form besitzt, wobei an dem dem Wandlerrad 50 zugewandten Endbereich des konischen Formteiles 90 in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Leitschaufelteile 91 befestigt sind, die sich vom Formteil 90 aus radial nach aussen bis zur Innenwandung des Rohrteiles 100 erstrecken, Fig. 0-2, 0-4. Die Leitschaufelteile 91 bilden einen Leitschaufelkranz. Die dem Formteil abgewandten, in Fig. 0-4 unteren Bereiche 94 der Leitschaufelteile 91 sind gegenüber den oberen, axial verlaufenden Bereichen 95 der Leitschaufelteile 91 in der Umfangsrichtung des Formteiles 90 abgewinkelt. Die Leitschaufelteile 91 sind gemäß Fig. 0-4 so gekrümmt, dass sie nach unten in Drehrichtung des Turbinenrades 80 weisen.
In der Darstellung gern. Fig. 0-4 unterhalb des Rohrteiles 100 und auch unterhalb des Leitschaufelkranzes befindet sich das Turbinenrad 80. In der um 90° Grad entgegen dem Uhrzeigersinn gedrehten Fig. 0-2 ist das Turbinenrad 80 in Einströmungsrichtung 110 gesehen links nach den Leitschaufelteilen (ohne Bezugsziffer) angeordnet.
Die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 verlaufen vom Formteil 90 weg zur Seite des Generators 85 hin und sind in der Umfangsrichtung des Turbinenrades 80 entgegengesetzt zu den Bereichen 94 der Leitschaufelteile 91 geneigt.
Gemäß Fig. 0-4b umfasst das Wandlerrad 50 zwischen zwei Kreisscheiben 51a und 51b in der Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Kanäle 48, die jeweils vom Zentrum 47 des Wandlerrads 50 aus radial nach aussen verlaufen und kurz vor dem Aussendurchmesser des Wandlerrads 50 unter einem Winkel gegen die Drehrichtung des Wandlerrads 50 verlaufen. Dabei münden die Kanäle 52 radial innen in eine ihnen gemeinsame ringförmige Vorkammer 46, die das ringförmige Nabenteil 54 des Wandlerrads 50 umgibt. Das Nabenteil 54 verläuft mit seinem, dem Scheibenteil 51a zugewandten Bereich 54a bogenförmig von der Längsachse des Wandlerrads 50 nach aussen. Dadurch wird eine besonders gute und wirbelfreie Strömung des Mediums aus der Vorkammer 46 in die Kanäle 48 sichergestellt. Oberhalb des bogenförmigen Bereiches 54a kann das Nabenteil 54 mit seinem Bereich 54b konzentrisch zur Längsachse des Wandlerrads 50 und zu dem davon beabstandeten Ringkanal 41 des Scheibenteiles 51a verlaufen.
Die einzelnen Kanäle 48 werden jeweils durch Leitbleche 44 und 45 gebildet, die in der in der
Fig. 0-4a dargestellten Weise ausgehend von der ringförmigen Vorkammer 46 jeweils geradlinig nach aussen verlaufen und zur Bildung der Kanäle 48 so abgewinkelt sind, dass im geradlinigen Bereich zwischen zwei benachbarten Leitblechen 44 und 45 der etwa radial nach aussen verlaufende Bereich 43 des Kanals 48 und zwischen den abgewinkelten Endbereichen der Leitbleche 44 und 45 der unter vorzugsweise einem rechten Winkel zu dem radial nach aussen verlaufenden Bereich 43 verlaufende Bereich 42 gebildet wird.
Bei einer Drehung des Wandlerrads 50 durch den Antriebsmotor 57 in der in der Fig. 0-4a dargestellten Drehrichtung erfährt ein in den Kanälen 48 befindliches Medium durch die Drehbewegung mit einer Drehzahl n eine Fliehkraft Fzl. Diese Fliehkraft Fzl wird bestimmt durch die Umfangsgeschwindigkeit vl am Radius rl und die Masse m des Mediums.
Die Fliehkraft Fzl drückt das Medium in den Kanälen 48 nach aussen. Am Radius r2, kurz vor der rechtwinkligen Krümmung der Kanäle 48 tritt die Fliehkraft Fz2 ein :
Die Fliehkraft Fz2 beschleunigt die Masse m des Mediums auf eine Geschwindigkeit v3, wobei der Reibungsverlust berücksichtigt ist. An dieser Stelle, d. h. also kurz vor der Krümmung der Kanäle 48 tritt eine zu berechnende kinetische Energie W3für die Masse m des Mediums auf.
Das Medium wird durch die Krümmung der Kanäle 48 entgegen der Drehrichtung umgelenkt und erfährt nach der Krümmung eine Geschwindigkeit v4, die wegen der Reibungsverluste kleiner als die Geschwindigkeit v3 ist. Dadurch ergibt sich die zu berechnende kinetische Energie W4.
Das Medium verlässt das Wandlerrad 50 mit einer kinetischen Energie W4. Dabei entsteht ein Rückstoß mit derselben Energie. Diese Energie hilft, das Wandlerrad 50 anzutreiben. Bei dem erläuterten Vorgang entsteht in der Vorkammer 46 ein Unterdrück, der bewirkt, dass der atmosphärische Aussendruck 62 bewirkt, dass das Medium vor dem Wandlerrad 50 beschleunigt und durch den mit 41 bezeichneten Ringkanal (Fig. 0-4b) dem Wandlerrad 50 zugeführt wird. Durch eine Drehzahlerhöhung des durch den Antriebsmotor 57 angetriebenen Wandlerrads 50 kann der Druckunterschied erhöht werden.
Wenn das Wandlerrad 50 durch den Antriebsmotor 57 in Drehung versetzt wird, wird das Medium in der in der in Zusammenhang mit Fig. 0-4a beschriebenen Weise in den Kanälen 43 des Wandlerrads 50 nach aussen gedrückt, weshalb im Bereich unterhalb des Turbinenrades 80, das in dem Ringkanal 41 drehbar angeordnet ist, ein Unterdrück entsteht. Dies hat zur Folge, dass das Medium aus dem Rohrteil 100 durch die zwischen den Leitschaufelteilen 91 gebildeten Kanäle wegen des genannten Unterdruckes und wegen des im Rohrteil 100 herrschenden Atmosphärendruckes 62 in Richtung auf die Schaufelteile 87 strömt. Dabei wird das Turbinenrad 80 in Drehung versetzt und überträgt seine Drehung über die Turbinenwelle an den Generator 85, der eine der Drehung entsprechende elektrische Energie erzeugt.
Durch das Formteil 90 wird der Volumenstrom 40 so umgelenkt, dass auf die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 ein optimaler Druck ausgeübt wird.
An dem sich nach aussen öffnenden Rohrteil 100 ist ein Gesamt-Profilteil 112 befestigt, das mit einem Profilbereich 113 ein als Zufuhrkanal bezeichnetes Rohrteil 100 umgibt. Der Profilbereich 113 erstreckt sich in Richtung auf das Wandlerrad 50. Ferner umfasst das Gesamt-Profilteil 112 einen weiteren Profilbereich 114, der ausgehend vom Wandlerrad 50 zu der dem Profilbereich 113 abgewandten Seite führt und gleichzeitig zur Abdeckung des Generators und des Antriebsraumes dient.
Das Gesamt-Profilteil 112 ist koaxial zur vorzugsweise horizontal verlaufenden Längsachse bzw. zum Zentrum 47 angeordnet. Das Gesamt-Profilteil 112 ist ein rundes Formteil, das so profiliert ist, dass die Strömung 106 an der Profilkontur beschleunigt wird, wobei ähnlich wie bei dem Tragflächenprofil eines Flugzeuges an der Oberseite des Gesamt-Profilteils 112 ein Unterdrück entsteht.
Ein am Gesamt-Profilteil 112 zentrisch befestigter äußerer Profilring 115 erfährt an seiner Aussenseite eine Umströmung 108 und an seiner Innenseite eine Umströmung 107. Die Umströmung 107 verstärkt die Strömung 106 und erhöht damit ihre Geschwindigkeit. Die Umströmungen 106, 107 , 108 führen alle in Richtung der „ablaufenden" Windströmung 111. Die Windrichtung der zuströmenden Windströmung ist mit 105 bezeichnet. Die Strömung 106 mit der erhöhten Geschwindigkeit reißt die aus dem Wandlerrad 50 ausströmende Luft mit und beschleunigt damit die Ausströmung 109 am Wandlerrad 50 . Diese wiederum bewirkt einen Unterdrück im Wandlerrad 50 und damit eine weitere Vergrößerung des Druckunterschiedes nach dem Turbinenrad 80. Dadurch wird die Einströmgeschwindigkeit 110 am Rohrteil 100 vergrößert.
Die Ausströmung 109 am Wandlerrad 50 bewirkt einen Rückstoß am Wandlerrad 50 , wie dies oben bereits erläutert wurde, und setzt das Wandlerrad 50 in Drehung. Diese Energie kann z. B. über ein Getriebe 117 einen zusätzlichen Generator 116 zugeführt und in elektrische Energie umgewandelt werden.
Zusammenfassung der vorliegenden Erfindung:
Ausgehend von der DE 10 2010 024 621 Al entwickelt die vorliegende Erfindung diese Technologie weiter.
Für den Begriff „Fluid" wird synonym auch der Begriff „Medium" verwendet.
Für die vorerwähnte, den Unterdrück erzeugende Vorrichtung wurde in der gattungsbildenden Druckschrift in Ermangelung eines allgemeinen Fachbegriffs die Bezeichnung Wandlerrad gewählt. Da der Begriff „Wandlerrad" typischerweise im Automobilgetriebe-Bau verwendet wird und im vorliegenden Gebiet eher weniger geläufig ist, wird - auch zur größeren Klarheit - primär von „Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks" gesprochen. Damit wird zum einen klargestellt, dass es sich um einen Unterdrück handelt, der von dem allgemeinen Atmosphärendruck zu unterscheiden ist. Durch das Adjektiv „zusätzlich" wird zum Ausdruck gebracht, dass es sich um einen Unterdrück handelt, der ein anderer - und damit zusätzlicher - Unterdrück ist als derjenige, der dadurch entsteht, dass das vorerwähnte Gesamt-Profilteil der Einrichtung ein rundes Formteil ist, das so profiliert ist, dass die Strömung an seiner Profilkontur beschleunigt wird, wobei ähnlich wie bei dem Tragflächenprofil eines Flugzeuges an der Oberseite des Gesamt- Profilteils ein Unterdrück entsteht. In diesem Sinne erläutert der Begriff „Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks” den Sachverhalt, wonach dieser zusätzliche Unterdrück zum einen im Verhältnis zu dem in der unmittelbaren räumlichen Umgebung der Einrichtung vorliegenden Atmosphärendruck und zum anderen im Verhältnis zu dem infolge des vorerwähnten Profils des Gesamt-Profilteils entstehenden Unterdrucks durch eben diese Vorrichtung bewirkt wird, wodurch die Einströmgeschwindigkeit des Mediums in das das Turbinenrad umgebende Gehäuse regelbar und insbesondere vergrößerbar wird. Die Wahl dieses Begriffs erfolgt ferner auch deswegen, weil die konstruktive Ausgestaltung dieses Bauteils eine andere als diejenige des sog. Wandlerrads gemäß dem gattungsbildenden Dokument ist, was weiter unten noch näher erläutert werden wird. Die „Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks'' ist deshalb auch nicht auf eine Konstruktion wie diejenige des bekannten Wandlerrads beschränkt. In diesem Sinne schließt der Begriff der „Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks" auch eine Konstruktion ein, die man analog zu der bekannten Konstruktion als „Wandlerrad" bezeichnen könnte.
Wenn im Folgenden davon gesprochen wird, dass die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks „drehbar" ist, so soll schon jetzt darauf hingewiesen werden, dass die Vorrichtung drehbare Teile aufweist, die zusammen mit einem nicht-drehenden Teil die Vorrichtung ausmacht. Das nicht-drehende Teil ist eine Formscheibe und die drehbaren Teile enthalten eine Kreisscheibe und zwischen dieser und der nicht-drehenden Formscheibe angeordnete Kanäle, die von Leitblechen gebildet werden; hierauf wird ebenfalls noch näher weiter unten eingegangen.
Die Einrichtung ist zur Wandlung von durch ein Medium transportierter Strömungsenergie in mechanische, bevorzugt rotatorisch mechanische, und / oder elektrische Energie ausgerichtet. Das Medium kann Luft, Gas, Flüssigkeit oder allgemein ein Fluid sein.
Die Regelung der in die Einrichtung einströmenden Masse des Mediums ist in allen praktischen Einsatz- und Umgebungsbedingungen möglich, was einen zentralen Aspekt der vorliegenden Erfindung ausmacht.
Die Geometrie der Einrichtung, insb. der Durchmesser des Turbinenrades und der Durchmesser der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks haben direkten Einfluss auf den Einsatz bei starken und schwachen Strömungen des Mediums und können jedenfalls allen wesentlichen vorhersehbaren Bedingungen im praktischen Einsatz angepasst werden.
Die Einrichtung kann einen Mast, Fuß, Sockel, Grundrahmen oder dergleichen umfassen, auf oder über dem die Einrichtung angeordnet ist, die die Strömung aus Wasserkraft, Windkraft, oder anderen strömenden Medien aufnimmt. Zu den anderen strömenden Medien können beispielsweise Abluftströmungen aus Industrieanlagen, z.B. Biogas-Anlagen, Kompostieranlagen oder Abgase gehören.
Die Einrichtung weist ein Gesamt-Profilteil auf. Das Gesamt-Profilteil ist die äussere Umhausung der Einrichtung und ist so bezeichnet, weil es durch seine Gestaltung, sein Profil, günstige Eigenschaften im Zusammenhang mit der Strömung des Mediums aufweist. Es kann seinerseits wenigstens zwei einander benachbarte Profilteile aufweisen. Diese Profilteile sind Teil der äusseren Umhausung des Gesamt-Profilteils, die insbesondere die strömungsaffinen Bauteile der Einrichtung, insb. der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, des Turbinenrads sowie des Formteils und - bevorzugt - die wenigstens eine Medienzuleitung aufnehmen, aber auch etwa den wenigstens einen Generator, den wenigstens einen Antriebsmotor, Getriebe, Turbinenwelle, den Zufuhrkanal und andere Teile inkludieren können.
Wie noch zu zeigen sein wird, kann ein Profilteil des Gesamt-Profilteils Umhausung vorteilhafterweise eine innere Umhausung aufweisen, die zu dem Turbinenrad führt und die zu einem die Strömungswirkung verstärkenden Effekt beiträgt. Die das Turbinenrad umgebende innere Umhausung kann als Zufuhrkanal für Wasser, Luft oder andere strömende Medien ausgestaltet sein. Dadurch ergibt sich eine wesentlich größere Strömungsgeschwindigkeit des Mediums im Gesamt-Profilteil bzw. Zufuhrkanal, d. h. eine wesentlich größere kinetische Energie des Mediums. Die das Turbinenrad umgebende innere Umhausung, die als Zufuhrkanal ausgestaltet sein kann, ist nicht auf eine besondere räumlich-geometrische Konfiguration beschränkt. Bevorzugt ist sie als Rohrteil gebildet, wobei an der dem Turbinenrad zugewandten Seite des Rohrteiles ein in den Endbereich des Rohrteiles hineinragendes Formteil angeordnet ist. Das Formteil ist derart ausgebildet, dass es das Medium von der Längsachse des Rohrteiles in Richtung auf die Innenwandung des Rohrteiles lenkt. Zweckmäßigerweise ist das Formteil konisch ausgebildet und konzentrisch zum Rohrteil angeordnet. Dieses Rohrteil ist aus dem gattungsbildenden Dokument bekannt.
Das als solches aus dem gattungsbildenden Stand der Technik ebenso bekannte Formteil einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung weist an seinem Aussenumfang Leitschaufelteile auf, die jeweils in der Richtung der Längsachse des Rohrteiles verlaufen und am Aussenumfang desselben gleichmäßig voneinander beabstandet sind. Auf diese Weise wird zwischen jeweils zwei benachbarten Leitschaufelteilen, einem entsprechenden Bereich des Aussenumfangs des Formteiles und einem entsprechenden Bereich der Innenwandung des Rohrteiles ein Strömungskanal gebildet, der zu den Schaufelteilen des Turbinenrades führt. Die Schaufelteile des Turbinenrades sind bevorzugt gleichmäßig, kranzförmig um einen Umfang des Turbinenrades beabstandet. Sie verlaufen vom Formteil weg zur Seite des Wandlerrads und sind in der Umfangsrichtung des Turbinenrades geneigt. Die Anzahl der Schaufelteile kann der Anzahl der Leitschaufelteile entsprechen oder zur Vermeidung von Geräuschen geringfügig davon abweichen. Die Anzahl der Schaufelteile sollte bevorzugt immer um ein Schaufelteil höher sein. D. h. Turbinenrad hat ein Schaufelteil mehr als der Leitschaufelkranz, oder das Turbinenrad hat ein Schaufelteil weniger als der Leitschaufelkranz (wegen optimaler Abdeckung und Geräuschminimierung). Die erfindungsgemäße Einrichtung kann auch ohne den vorbeschriebenen Zufuhrkanal betrieben werden, so dass das betreffende Medium über eine stirnseitige Öffnung in dem einen als Einlaufkorpus ausgestalteten Profilteil in den Innenraum des Gesamt-Profilteils, d.h. der äusseren Umhausung in Richtung Turbinenrad geleitet wird. In diesem Fall ist das vorerwähnte Formteil in dem Innenraum des Gesamt-Profilteils ohne den Zufuhrkanal angeordnet. Die vorliegende Erfindung kann aufgrund der weiter unten beschriebenen Medienzuleitung auf einen solchen Zufuhrkanal verzichten. Ob ein solcher zusammen mit der wenigstens einen Medienzuleitung - auf die noch weiter unten näher eingegangen werden wird - verwendet werden soll, hängt von den jeweiligen Einsatzbedingungen der Einrichtung ab. Die Erfindung ermöglicht die Kombination beider Konstruktionen und macht die Einrichtung noch universeller einsetzbar. So kann es sich anbieten, eine solche Kombination von Zufuhrkanal und Medienzuleitung zu verwenden, wenn es auf die Einhaltung eher kleiner Bauformen nicht so sehr ankommt
Das Turbinenrad ist bevorzugt mit einer Turbinenwelle verbunden, die zur Stromerzeugung drehfest über ein Getriebe mit einem Generator verbunden ist.
Stattdessen kommt aber auch eine Energieerzeugung mittels Induktion in Betracht. Mit Elektromagneten versehene Statoren werden mit Strom versorgt, wodurch dieser in den Wicklungen ein Magnetfeld erzeugt. Die Wicklungen im bewegten Turbinenrad oder dem bewegten Teil der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, erzeugen den Strom für das Magnetfeld im Stator, damit mit dem Magnetfeld im Stator der Strom im Turbinenrad und / oder mit dessen Magnetfeld im Stator der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks Strom erzeugt werden kann. Die Energiegewinnung ist von der Rotation des Turbinenrads abhängig und auch von der „Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks" und kann in gewünschtem Ausmaß gesteigert werden.
Es kann mit dem durch das Turbinenrad der erfindungsgemäßen Einrichtung angetriebenen Generator eine konstante Stromerzeugung dadurch erreicht werden, dass die Drehzahl der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks so eingeregelt wird, dass in dem als Einlaufkorpus ausgebildeten Profilteil oder in dem Zufuhrkanal eine konstante Volumengeschwindigkeit des einströmenden Mediums eingestellt wird.
Auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung bewirkt die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks unter anderem einen solchen zusätzlichen Unterdrück im Verhältnis zu dem bei der Einrichtung vorliegenden Atmosphärendruck. Sie führt damit zu einer weiteren Vergrößerung des Druckunterschiedes nach dem Turbinenrad im Vergleich zum Atmosphärendruck, wodurch die Einströmgeschwindigkeit des Mediums in die das Turbinenrad umgebende Umhausung vergrößert wird.
Die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ist in Strömungsrichtung des Mediums gesehen hinter dem Turbinenrad angeordnet. Sie ist nach Maßgabe der vorstehenden Erläuterung drehbar angeordnet und befindet sich vorzugsweise in derselben Achsrichtung wie das Turbinenrad. Wenn - wie oben schon erwähnt - davon gesprochen wird, dass die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks drehbar ist, so soll noch einmal darauf hingewiesen werden, dass die Vorrichtung bevorzugt drehbare Teile aufweist, die zusammen mit einem nicht-drehenden Teil die Vorrichtung ausmachen. Das nichtdrehende Teil ist eine Formscheibe und die drehbaren Teile enthalten eine Kreisscheibe und zwischen dieser und der nicht-drehenden Formscheibe angeordnete Kanäle, die durch Leitbleche gebildet werden; hierauf wird ebenfalls noch näher weiter unten eingegangen. Die Vorrichtung kann in jeglicher geeigneten, nicht erfinderischen Weise an dem Mast, Sockel, Fuß, Grundrahmen oder - bevorzugt - in dem Gesamt-Profilteil fixiert werden.
Die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks kann durch einen Antriebsmotor etwa bei fehlender Fluidströmung, z.B. infolge Windstille, in Drehung versetzt werden. Ist die Vorrichtung in Drehung versetzt, sei es durch den Antriebsmotor oder durch vorhandene Strömung des Mediums, kann die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks gemäß einer Ausführungsform der Erfindung durch den Antriebsmotor differenziert erhöht werden. Hierdurch wird der Druckunterschied vergrößert, der zwischen dem Druck des Mediums in der das Turbinenrad umgebenden Umhausung und dem Druck im Bereich des Turbinenrades besteht.
Die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks und das Turbinenrad sind deshalb gewünschtenfalls voneinander abkoppelbar, was für sämtliche der beschriebenen Varianten und Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Einrichtung gilt. Die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks und das Turbinenrad können unabhängig voneinander betrieben werden, sei es durch die auf sie wirkende Strömung des Mediums, sei es durch einen jeweiligen Antriebsmotor, dessen Energie beispielsweise über ein Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie oder beispielsweise über wenigstens ein Gerät zum Speichern von und zur Versorgung mit elektrischer Energie gezogen wird. Mit dem Antriebsmotor wird gegebenenfalls je nach Strömungsgeschwindigkeit eine differenzierte Drehzahlerhöhung an die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks abgegeben, um die Einströmgeschwindigkeit so zu verändern, dass das Turbinenrad optimal umströmt bzw. durchströmt wird. Damit ist eine Veränderung des Anstellwinkels der Schaufelteile und der Leitschaufelteile nicht notwendig. Eine bevorzugte Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung ist so ausgestaltet, dass sie mit oder ohne Leitschaufelkranz ausgestaltbar ist. In einer weiteren bevorzugten Ausgestaltung ist der Leitschaufelkranz dahingehend ausgestaltet, dass dessen Schaufeln beweglich sind und auf „Durchgang" geschaltet werden können. Weiter ist eine Ausführungsform so ausgestaltet, dass die Schaufeln des Turbinenrads auf „Durchgang" geschaltet werden können. D. h. die freie Einströmung in die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (Wandlerrad) und die Energieerzeugung werden nur über diese Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks abgenommen.
Das hiermit mit erhöhter Einströmgeschwindigkeit einströmende Medium, bei dem es sich z. B. um Luft handelt, setzt zusätzlich die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, beispielsweise in der Ausgestaltung eines Wandlerrads, in Drehung und treibt über ein zusätzliches Getriebe einen zusätzlichen Generator an. Die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ist ihrerseits an einer drehbar auf der Turbinenwelle angeordneten Hohlwelle drehfest angeordnet.
Die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks weist in ihrem Inneren, von ihrem Zentrum nach aussen verlaufende und sich nach aussen öffnende Kanäle auf, in denen das Medium bei einer Drehung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks nach aussen geführt wird. Die Kanäle umfassen bevorzugt jeweils einen von einer allen Kanälen zugeordneten, zentrischen Vorkammer radial nach aussen verlaufenden ersten Bereich und einen radial aussen gegenüber dem ersten Bereich etwa in Umfangsrichtung des Wandlerrads abgewinkelten zweiten Bereich, der sich nach aussen hin öffnet. Die Kanäle werden zweckmäßigerweise besonders einfach jeweils durch in ihrem Inneren der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks angeordnete Leitbleche gebildet. Dies ist an sich aus dem gattungsbildenden Stand der Technik bekannt.
Nachfolgend werden besondere Ausgestaltungen der erfindungsgemäßen Einrichtung näher erläutert, die insb. in ihrer Kombination vorteilhafte Effekte bewirken.
Ausgestaltung der Verschwenkbarkeit:
Wie bereits kurz erwähnt, ist das Gesamt-Profilteil der erfindungsgemäßen Einrichtung als äussere Umhausung ausgestaltet. Diese Umhausung weist das Turbinenrad sowie die dem Turbinenrad in Strömungsrichtung des Mediums nachgeordnete Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks auf. Diese Umhausung weist an ihrer der Medium-Strömung zugewandten Stirnseite eine Öffnung auf, durch die das betreffende Medium, z.B. der Wind, in das Innere des Gesamt-Profilteils strömen kann. Der die stirnseitige Öffnung des Gesamt- Profilteils aufweisende Profilteil wird hiermit auch als Einlaufkorpus für das betreffende Medium bezeichnet. Dieser Einlaufkorpus entspricht einem der vorerwähnten wenigstens zwei, zueinander benachbarten Profil-Teile des Gesamt-Profilteils. Der Einlaufkorpus kann eine innere Umhausung aufnehmen, die als Zufuhrkanal ausgestaltet sein kann, wie dargelegt.
Das Gesamt-Profilteil einschließlich des Einlaufkorpus ist - bezogen auf seine Längsachse - nicht drehend, sondern am Mast, Fuß, Sockel, Grundrahmen oder dergleichen fixiert.
Hingegen ist in einer Ausführungsform die erfindungsgemäße Einrichtung samt Gesamt- Profilteil in die oder aus der Strömungsrichtung des betreffenden Mediums schwenkbar ausgestaltet. Die Schwenkbewegung kann durch herkömmliche Antriebe, Getriebe, Sensoren und Regelungen ausgeführt werden, die im Belieben des Fachmanns liegen, wobei dieser unter anderem die typischen Strömungsbedingungen des betreffenden Mediums, Jahreszeiten, Größe der Einrichtung und Einsatzzweck in Betracht ziehen wird. Die Schwenkbewegung kann vor Ort, remote, per App-Steuerung oder automatisch oder mittels einer Kombination hieraus ausgeführt werden.
Die Möglichkeit des „In-den-Wind-Drehens" und des „Aus-dem-Wind-Drehens" ist an sich bekannt. Der Unterschied der erfindungsgemäßen Schwenkbewegung ist, dass durch sie die projektierte Einströmfläche des Mediums regelbar ist. Die projektierte Einströmfläche wird durch die stirnseitige Öffnung des Einlaufkorpus gebildet. Die Einrichtung kann etwa "teilweise” aus der Strömung des Mediums, beispielsweise des Winds, gedreht werden, was zu einer entsprechenden Reduzierung der Einströmfläche führt; aus der „Sicht des Mediums gesehen" wird die stirnseitige Öffnung des Einlaufkorpus entsprechend dem Umfang der Schwenkbewegung entsprechend reduziert oder im entgegengesetzten Fall : vergrößert. Damit ist gleichzeitig die Leistung der Einrichtung regelbar, da die projektierte Einströmfläche des Mediums verkleinert oder vergrößert wird. Die Einrichtung kann auch ganz aus der Strömung des Mediums, beispielweise ganz aus dem Wind, gedreht werden; dann steht die Anlage grundsätzlich still. Wird sie gänzlich in die Strömung, z.B. in den Wind gedreht, so steht prinzipiell die gesamte Energie der Strömung des Mediums zur Verfügung.
Das Einschwenken der Einrichtung von einer gegebenen Winkelstellung in eine andere Winkelstellung ist für eine optimale Nutzung der jeweils herrschenden Strömungsenergie von Bedeutung.
Die Korrektur des Einschwenkwinkels erfolgt vorzugsweise permanent in Folge der sich ändernden Strömungsverhältnisse des betreffenden Mediums. Hierdurch ist eine bessere Nutzung der herrschenden Strömungsenergie möglich. Anders als bei den trägen, Flügel aufnehmenden herkömmlichen Windrädern ist bei der vorliegenden Erfindung aufgrund seiner anders gelagerten Konzeption eine schnelle Reaktion auf sich ändernde Strömungsverhältnisse immer möglich, was zu einer erheblichen Effizienzsteigerung im Vergleich zu herkömmlichen Windkrafträdern und deren Energietransformation führt.
Das Einschwenken der Einrichtung in eine Winkelstellung führt zudem zu einer vorteilhaften Glättung der Strömungsenergie. Somit entstehen kleinere Energiespitzen, z.B. kleinere Stromspitzen, an dem wenigstens einen Generator, die somit nicht in energie-verlierender Weise „gekappt" werden müssen, wie das bei herkömmlichen Windkrafträder-Anlagen der Fall ist.
Hieraus resultiert ein höherer, von der originären Strömungsenergie abgeleiteter Energieertrag, z.B. Stromertrag, mithin auch ein besserer Wirkungsgrad.
Da vorzugsweise mehrere Generatoren zum Einsatz kommen, können durch Schwenken der Einrichtung je nach Energiebedarf, z.B. Strombedarf, einzelne Generatoren zu- oder abgeschaltet werden. Das bedeutet eine optimale Ausnutzung der herrschenden Strömungsenergie.
Zu erwähnen ist weiterhin, dass das schnelle Schwenken der Einrichtung dem Schutz vor Beschädigung oder gar Zerstörung von Teilen der Einrichtung dient.
Die Einrichtung kann auf verschiedene Weise geschwenkt werden, wobei auch eine Kombination der Schwenkbewegungen möglich ist. Das Schwenken der Einrichtung kann um eine Vertikalachse zentrisch erfolgen. Weiterhin kann deren Schwenken um eine Vertikalachse exzentrisch erfolgen. Schließlich kann das Schwenken um eine Achse im Raum erfolgen.
Der durch das Schwenken der Einrichtung beeinflusste Anströmungswinkel des Mediums bzw. Fluids und dessen Regelung haben unmittelbaren Einfluss auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, also beispielsweise des Wandlerrads, und des Turbinenrads. Der Einfluss an der äusseren Umhausung des Gesamt-Profilteils führt zu einem Unterdrück an der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks und nimmt damit Einfluss auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks aufgrund des vorerläuterten Rückstoßverhaltens. Das Profilteil ist so ausgestaltet, dass es im Bereich der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks durch die axiale Strömung ein Unterdrück entsteht (ähnlich einer Tragfläche). Dieser Unterdrück bewirkt, dass das in der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks befindliche Medium, zB Luft, vom Zentrum der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks nach aussen strömt und durch Leitschaufeln der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks gegen Drehrichtung ausströmt und damit einen Rückstoß verursacht, der die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in Drehung versetzt, was man auch als Impulssatz bezeichnen kann. Wird die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, also beispielsweise das Wandlerrad, zusätzlich angetrieben, benötigt man Leistung, die zum größten Teil durch den Rückstoß zurückgegeben wird, es ist lediglich die Leistung aufzubringen, die durch Reibungsverluste entstehen.
Dies hat zur Folge, dass bei einem Schwenken der Einrichtung in die Strömungsrichtung des betreffenden Mediums die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks erhöht wird. Damit wird gleichzeitig der Druck vor dem Turbinenrad erhöht, wodurch gleichzeitig die Einströmgeschwindigkeit zur Turbine erhöht wird. Dies führt wiederum zu einer Erhöhung der Turbinenleistung, was in der Folge den Output des wenigstens einen Generators erhöht, der über die Turbinenwelle mit dem Turbinenrad verbunden ist.
Wird hingegen die Einrichtung aus der Strömungsrichtung des betreffenden Mediums heraus geschwenkt, wird die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks entsprechend dem Ausmaß der Schwenkbewegung verringert. Damit wird gleichzeitig der Druck vor dem Turbinenrad reduziert, wodurch gleichzeitig die Einströmgeschwindigkeit zur Turbine verringert wird. Dies führt wiederum zu einer Reduzierung der Turbinenleistung, was in der Folge den Output des wenigstens einen Generators minimiert, der über die Turbinenwelle mit dem Turbinenrad verbunden ist.
Somit ist die Schwenkbarkeit der erfindungsgemäßen Einrichtung in die oder aus der Strömungsrichtung des betreffenden Fluids ein bevorzugter Aspekt der vorliegenden Erfindung.
Ausgestaltung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks:
In einer anderen Variante der Erfindung wird mit einer konstruktiven Ausgestaltung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks bereits für sich genommen eine weitere Effizienzsteigerung der Einrichtung im Vergleich zu dem gattungsbildenden Wandlerrad nach der Patentanmeldung DE 10 2010 024 621 Al erzielt.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die beschriebene Schwenkbarkeit der Einrichtung in die oder aus der Strömungsrichtung des betreffenden Mediums kombiniert wird mit dieser nachfolgend beschriebenen Variante: Die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks wird zur Abgrenzung des bei der erfindungsgemäßen Einrichtung ohnehin aufgrund der äusseren Umhausung vorhandenen Unterdrucks, siehe soeben, mit dem Adjektiv „zusätzlich" versehen, weil die Vorrichtung, infolge der Drehung seiner drehbaren Teile einen gegenüber diesem vorhandenen Unterdrück eigenständigen, mithin zusätzlichen, Unterdrück erzeugt. „Erzeugen" meint insb. „verstärken". „Erzeugen” in diesem Sinne meint auch „beeinflussen", was mit einer steuerbaren Reduzierung des zusätzlichen Unterdrucks einhergehen kann, wenn etwa bei zu großer Strömung des Mediums diese Vorrichtung in ihrem Drehverhalten gebremst wird. Der vorhandene Unterdrück in der Einrichtung kann ferner zusätzlich verstärkt werden, wenn ein gesonderter Antrieb eingesetzt wird; der vorhandene Unterdrück in der Einrichtung kann weiterhin ohne eingesetzten Antrieb aufgrund der in der Vorrichtung oder in einem gesonderten Speichermedium gespeicherten Energie eigenständig verstärkt sein, was mit der sog. Schwungmasse der Vorrichtung zusammenhängt. Die Erfindung kommt ohne Verdichtung des Mediums aus. Ebenso ist eine Verbrennung nicht notwendig.
Die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, beispielsweise das Wandlerrad, ist danach in dem vorerwähnten Einlaufkorpus des Gesamt-Profilteils der Einrichtung nach Maßgabe der nachfolgenden Erläuterungen drehbar angeordnet. Sie weist eine in Einströmrichtung des betreffenden Mediums gesehen nicht-drehende vordere Formscheibe auf. Diese Formscheibe verläuft bevorzugt bogenförmig von der Längsachse der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks nach aussen, wobei der bogenförmige Verlauf besonders bevorzugt in Aussenrichtung immer mehr abflacht. Statt eine solchen bogenförmigen Verlaufs kann das Formteil auch einen entsprechenden kaskaden- oder stufenförmigen Verlauf einnehmen. Beabstandet von diesem vorderen Formteil weist die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, d.h. beispielsweise das Wandlerrad, eine in Einströmrichtung des betreffenden Fluids gesehen drehbare hintere Formscheibe auf.
Zwischen dieser vorderen nicht-drehenden Formscheibe und der hinteren drehenden Kreisscheibe sind in an sich bekannter Weise die Kanäle und Leitbleche sowie der innere Einlaufkanal angeordnet. Auch der Schaufelkranz, die Lagerung für das Turbinenrad und das Aufnahmelager für den Lagerflansch für die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks sind in diesem Bereich angeordnet. Diese Bestandteile sind oben im Zusammenhang mit den Fig. 0-4a und 0-4b zu der Patentanmeldung DE 10 2010 024 621 Al beschrieben, worauf hiermit Bezug genommen wird.
Wesentlich ist jedoch für diese Variante der Erfindung, dass die vordere Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks nicht-drehend und dass sie über den inneren Einlaufkanal hinaus wenigstens eine Öffnung, vorteilhafterweise eine Mehrzahl von Öffnungen, aufweist, die das betreffende Medium in die zwischen der nicht-drehenden vorderen Formscheibe und der drehbaren hinteren Kreisscheibe angeordneten Kanäle strömen lassen, also „durchlassen''. Weil es sich um eine von dem inneren Einlaufkanal funktional zu unterscheidender Öffnung handelt, wird sie als „weiterer Durchlass" bezeichnet.
Diese weiteren Durchlässe können etwa kranzförmig am Aussenrand der nicht-drehenden Formscheibe oder sternförmig wie ein Lüsterbehang entlang ihres bogenförmigen Verlaufs angeordnet sein oder eine Kombination hiervon oder jegliche regelmäßige oder unregelmäßige Anordnung aufweisen. Denkbar sind auch ein oder mehrere schlitzartigen oder kanalförmigen oder sonst länglichen Durchlässe bzw. Durchlässe, der bzw. die sich von dem inneren Einlaufkanal ausgehend in Richtung Aussenumfang der nicht-drehenden Formscheibe fortsetzt bzw. fortsetzen.
Der wenigstens eine weitere Durchlass ist mittels seiner Anordnung oder Ausgestaltung in oder an der nicht-drehenden Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks geeignet, die drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks entweder zu beschleunigen oder zu bremsen.
Bei einer etwa durch den Antriebsmotor oder durch eine vorhandene Strömung initialisierten Drehung der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in Drehrichtung erfährt ein in den Kanälen dieser Vorrichtung befindliches Medium durch die Drehbewegung mit einer Drehzahl „n" eine Fliehkraft; diese Fliehkraft wird bestimmt durch die Umfangsgeschwindigkeit am Radius und die Masse des Fluids. Die Fliehkraft drückt das Medium in den Kanälen nach aussen. Das Medium wird durch eine Krümmung der Kanäle entgegen der Drehrichtung umgelenkt und erfährt nach der Krümmung eine kinetische Energie mittels derer es die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks verlässt. Dabei entsteht ein Rückstoß mit derselben Energie. Diese Energie hilft, die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks anzutreiben. Bei dem erläuterten Vorgang entsteht in der Vorrichtung ein zusätzlicher Unterdrück, der aufgrund des geringeren atmosphärischen Aussendrucks bewirkt, dass das Medium vor der Vorrichtung beschleunigt. Hinsichtlich der physikalischen Abläufe wird insoweit ergänzend auf die Ausführungen zu dem gattungsbildenden Stand der Technik Bezug genommen.
In Abhängigkeit von der Geschwindigkeit der Drehbewegung der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks wird das Medium bzw. Fluid durch den inneren Einlaufkanal, beispielsweise einen Ringkanal, und - bezogen auf den inneren Einlaufkanal - durch den vorerwähnten wenigstens einen weiteren Durchlass der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in entsprechender Strömungsgeschwindigkeit zugeführt. Bei Drehung der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks wird das in die Kanäle der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks geströmte Medium bzw. Fluid nach aussen gedrückt, weshalb im Bereich des Turbinenrades, das in dem inneren Einlaufkanal der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks drehbar angeordnet ist, ein Unterdrück entsteht. Dies hat zur Folge, dass das Medium aus dem Einlaufkorpus des Gesamt-Profilteils oder aus einem in diesem angeordneten Zufuhrkanal durch die zwischen den Leitschaufelteilen des dort angeordneten Formteils gebildeten Kanäle wegen des genannten Unterdruckes und wegen des im Einlaufkorpus oder im Zufuhrkanal herrschenden Atmosphärendruckes in Richtung auf die Schaufelteile des Turbinenrads strömt. Dabei wird das Turbinenrad in Drehung versetzt und überträgt seine Drehung über die Turbinenwelle an den Generator, der eine der Drehung entsprechende Energie erzeugt.
Der vorerwähnte wenigstens eine weitere Durchlass in der nicht-drehenden vorderen Formscheibe trägt bevorzugt bereits durch seine Ausgestaltung für sich genommen dazu bei, eine weitere Erhöhung des Unterdrucks und damit bereits eine Drehzahlerhöhung des drehbaren Wandlerrads und damit wiederum eine Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit zu ermöglichen, mithin auch der Strömungsenergie im Vergleich zu einer Ausgestaltung, in der die nicht-drehende Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks nur über einen inneren Einlaufkanal verfügt.
Die Wirkung des wenigstens einen weiteren Durchlasses in der nicht-drehenden vorderen Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks kann dabei dadurch erhöht werden, dass er eine das Medium in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ablenkende Ausgestaltung hat. Eine solche Ausgestaltung kann etwa ein in den Durchlass hineinragendes oder aus ihm herausragendes Schaufelteil, eine entsprechende Auskragung, ein entsprechender Wulst, eine zusätzliche Perforation, eine schräge Stanzung des Durchlasses in dem Material der Formscheibe sein. Hierdurch beschleunigt das auf die nicht-drehende Formscheibe auftreffende Medium die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, indem eine teilweise Umlenkung des Mediums in die erwähnten Kanäle der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in deren Drehrichtung erfolgt.
Der wenigstens eine weitere Durchlass kann auch geregelt werden. Die Art der Regelung ist auf verschiedene Weise möglich. Es kommen hydraulische, rein mechanische oder elektronische Maßnahmen oder deren Kombination in Betracht. So ist etwa eine Regelklappe oder eine Schieberanordnung oder Blende bei dem wenigstens einen weiteren Durchlass in der nicht-drehenden Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks möglich.
Soweit gewünscht, kann die Wirkung des wenigstens einen weiteren Durchlasses in der nicht-drehenden vorderen Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks umgekehrt dadurch reduziert, d.h. gebremst werden, dass er eine das Medium gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ablenkende Ausgestaltung hat. Eine solche Ausgestaltung kann etwa ein in den Durchlass hineinragendes oder aus ihm herausragendes Schaufelteil, eine entsprechende Auskragung, ein entsprechender Wulst, eine zusätzliche Perforation, eine schräge Stanzung der Öffnung in dem Material der Formscheibe sein. Hierdurch bremst das auf die nicht-drehende Formscheibe auftreffende Medium die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, indem eine teilweise Umlenkung des Mediums in die erwähnten Kanäle der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks entgegen deren Drehrichtung erfolgt.
Die beschleunigende Einströmung des Mediums in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks und die bremsende Einströmung des Mediums entgegen der Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks können auch alternierend ausgeführt werden. Hierzu bietet sich an, wenigstens zwei weitere Durchlässe in der nicht-drehenden Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks anzubringen, die beispielsweise räumlich versetzt auf der bogenförmig von der Längsachse der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks nach aussen verlaufenden Formscheibe angeordnet sein können. Einer dieser wenigstens zwei weiteren Durchlässe dient dann der Beschleunigung, während der andere dem Bremsen dient. Besonders vorteilhaft ist es, wenn für die Beschleunigung und für die Bremsung jeweils mehrere weitere Durchlässe angeordnet sind, die jeweils zueinander in demselben Abstand angeordnet sind, was zu einem vorteilhaften Gleichlauf des Beschleunigungs- oder Bremsvorgangs führt. Ganz besonders bevorzugt ist es, diese für den alternierenden Beschleunigungs- oder Bremsvorgang vorgesehenen weiteren Durchlässe kranzförmig in der nicht-drehenden Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks anzubringen. Geeignet sind auch zwei ringförmige, Querstege aufweisende Durchlässe.
Die alternierende Funktion der für den Beschleunigungs- oder Bremsvorgang vorgesehenen weiteren Durchlässe in der nicht-drehenden Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks kann durch jegliche geeignete mechanische und/oder elektronische Steuerung ausgewählt werden, z.B. durch eine die Durchlässe verschließende oder öffnende Schieberanordnung, durch verstellbare Lamellen, Regelkappen, Blenden.
Ausgestaltung des Einlaufkorpus mit Medienzuleitung : In einer weiteren, mit einer oder beiden vorstehenden Varianten der Erfindung kombinierbaren Ausführungsform der Erfindung wirkt die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks durch ihre Anordnung zusammen mit wenigstens einer Medienzuleitung in dem Einlaufkorpus der Einrichtung zusammen, die das betreffende Medium der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in deren Drehrichtung und/oder gegen deren Drehrichtung zuführt.
Die Art der Zuführung des Mediums in die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks kann auf jegliche dem Fachmann zur Verfügung stehende Konstruktion erfolgen. Besonders vorteilhaft ist dies aber, wenn die wenigstens eine Medienzuleitung das betreffende Medium der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks über dessen wenigstens einen weiteren Durchlass in der nicht-drehenden Formscheibe in Drehrichtung und/oder gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zuführt.
Eine solche Ausgestaltung ist auch in Kombination mit derjenigen Variante der Erfindung kombinierbar, die die oben beschriebene Schwenkbarkeit der Einrichtung umfasst.
Die wenigstens eine Medienzuleitung verläuft von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus und / oder von einer an dem Einlaufkorpus angeordneten äusseren Einströmhutze in Richtung nicht-drehende Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks. Der Einlaufkorpus enthält in bevorzugter Weise wenigstens eine äussere Einströmhutze, über die das Medium in die wenigstens eine Medienzuleitung strömen kann.
Zeigt das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus abgewandte Ende der wenigstens einen Medienzuleitung in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, so ist dies die Position der Medienzuleitung, die zu einer Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in deren Drehrichtung zugeführt wird.
Zeigt das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus abgewandte Ende der wenigstens einen Medienzuleitung gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, so ist dies die Position der Medienzuleitung, die zu einem Bremsen der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks gegen deren Drehrichtung zugeführt wird. Bevorzugt ist es dabei, dass der Einlaufkorpus wenigstens je eine Medienzuleitung aufweist, die das betreffende Medium der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in deren Drehrichtung und gegen deren Drehrichtung zuführt, so dass die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks je nach Situation der Strömungsbedingungen des Mediums beschleunigt oder gebremst werden kann, indem das betreffende Medium durch die Medienzuleitung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in oder gegen deren Drehrichtung zugeführt wird. Dies kann mittels entsprechender Regelung bewerkstelligt werden. Besonders bevorzugt ist es, wenn der Einlaufkorpus mehr als zwei Medienzuleitungen, insbesondere vier oder, noch bevorzugter, sechs oder, ganz bevorzugt, acht Medienzuleitungen aufweist, die in und gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen. Es kann auch eine davon abweichende Zahl von Medienzuleitungen vorgesehen sein.
Wird darüber hinaus eine Mehrzahl von Medienzuleitungen für die beschleunigende Drehzahl und / oder für die abgebremste Drehzahl eingesetzt, so ist es vorteilhaft, wenn diese in gleichen Abstand zueinander angeordnet sind, wobei eine kranzförmige Anordnung für eine gleichmäßige Drehzahl oder für einen gleichmäßigen Drehzahlverlauf der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks besonders bevorzugt ist. Insbesondere letztgenannte Ausgestaltung ermöglicht es, beispielsweise die Medienzuleitungen, die zu einer beschleunigenden Drehzahl beitragen sollen, in einer äusseren Ringanordnung zu platzieren, während die Medienzuleitungen, die zu einer bremsenden Drehzahl beitragen sollen, in einer inneren Ringanordnung vorzusehen. Selbstverständlich kann die Anordnung auch in umgekehrter Weise erfolgen.
Statt derartiger unterschiedlicher Ringanordnungen der Medienzuleitungen kommt auch in Betracht, die Medienzuleitungen für die beschleunigende Drehzahl oder für die abgebremste Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks alternierend anzuordnen, wofür beispielsweise eine einzige Ringanordnung der Medienzuleitungen ausreichen würde.
Wird in dem Einlaufkorpus zusätzlich entsprechend dem gattungsbildenden und zu obiger Fig. 0-2 und Fig. 0-4 geschilderten Stand der Technik ein zentraler Zufuhrkanal vorgesehen, so können bei einer kranzförmigen Anordnung einer Mehrzahl von Medienzuleitungen für die beschleunigende Drehzahl oder für die abgebremste Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beispielsweise diejenigen Medienzuleitungen, die zu einer beschleunigenden Drehzahl beitragen, ausserhalb des zentralen Zufuhrkanals kranzförmig angeordnet sein, mithin im äusseren Bereich des Einströmkanals angeordnet sein, während diejenigen Medienzuleitungen, die zu einer abgebremsten Drehzahl beitragen, innerhalb des zentralen Zufuhrkanals verlaufen, mithin im inneren Bereich des Einströmkanals angeordnet sein . Selbstverständlich kommt auch eine umgekehrte Anordnung in Betracht.
Die Medienzuleitungen sind vorteilhafterweise als solche fixiert, d.h. die einzelne Medienzuleitung kann nicht in eine beschleunigende bzw. bremsende Einströmrichtung bewegt werden. Letzteres ist aber möglich.
In all den vorgenannten Anordnungen der Medienzuleitungen folgt die räumliche Anordnung des wenigstens einen weiteren Durchlasses in der nicht-drehbaren Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zweckmäßigerweise derjenigen Anordnung der zugehörigen Medienzuleitung.
Die konstruktive und materialmäßige Ausgestaltung der Medienzuleitung liegt im Belieben des Fachmanns. Sie kann von den klimatischen Grundbedingungen der jeweiligen Region, in der die Einrichtung eingesetzt werden soll, abhängig gemacht werden. Sie kann unterschiedlich sein, je nachdem ob als Medium Luft, Abgas, Wasser, Öl oder dergleichen genutzt werden soll. In bezug auf ihre geometrische Ausgestaltung kann sie einen Rohrquerschnitt aufweisen. Dieser Querschnitt kann jegliche Form haben, z.B. zylindrisch, oval, quadratisch, mehreckig und vieles mehr sein. Die Ausführung kann starr sein oder starre Strukturen aufweisen; sie kann aber auch flexibel sein, d.h. elastische Strukturen aufweisen, mithin schlauchförmig sein, oder aber eine Kombination von diesen Strukturen aufweisen.
Die funktionale Verbindung des von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus abgewandten Endes der wenigstens einen Medienzuleitung zu der nicht-drehenden Formscheibe kann ebenfalls auf verschiedene Weise erfolgen. Beispielsweise kann die Medienzuleitung in die nicht-drehende Formscheibe münden und mit dieser eine Einheit bilden. Eine andere Möglichkeit ist, dass die Medienzuleitung zuerst in einen Ringkanal mündet und dann über einen oder mehrere Krümmer in die nicht-drehende Formscheibe mündet. Auch ist möglich, die Medienzuleitung kontaktnah vor der nicht-drehenden Formscheibe enden zu lassen. Bevorzugt ist, die Medienzuleitung, die die beschleunigende Drehzahl der drehbaren Teile der der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks bewirkt, so anzuordnen, dass sie auf denjenigen weiteren Durchlass trifft, der qua seiner Ausgestaltung oder Anordnung seinerseits zur beschleunigenden Wirkung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt. Umgekehrt ist es bevorzugt, die Medienzuleitung, die die bremsende Drehzahl der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks bewirkt, so anzuordnen, dass sie auf denjenigen weiteren Durchlass trifft, der qua seiner Ausgestaltung oder Anordnung seinerseits zur bremsenden Wirkung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt. In diesem Rahmen ist es weiter bevorzugt, dass die wenigstens eine Medienzuleitung in Bezug auf die Aufnahme, Menge und Weiterleitung des Mediums regelbar ist, so dass den jeweils vor Ort des Einsatzes dieser Einrichtung herrschenden Strömungsverhältnissen des Mediums Rechnung getragen werden kann. In diesem Rahmen ist es gleichermaßen bevorzugt, dass der wenigstens ein weiterer Durchlass in der nicht-drehenden Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in Bezug auf die Aufnahme, Menge und Weiterleitung des Mediums regelbar ist, so dass den jeweils vor Ort des Einsatzes dieser Einrichtung herrschenden Strömungsverhältnissen des Medium Rechnung getragen werden kann. Es kommt auch eine Kombination der Regelung an den genannten Orten in Betracht.
Die Art der Regelung ist auf verschiedene Weise möglich. Es kommen hydraulische, rein mechanische oder elektronische Maßnahmen oder deren Kombination in Betracht. So sind etwa Regelklappen in der Medienzuleitung oder eine Schieberanordnung oder Blende bei dem wenigstens einen weiteren Durchlass in der nicht-drehenden Formscheibe der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks möglich. Weiterhin kommen beispielsweise Drehklappen, Drehschieber, Drosselventile oder dergleichen in Betracht. Die insoweit in Betracht kommenden Variationen sind für die vorliegende Erfindung eher von untergeordneter Bedeutung. Stellvertretend für all diese Variationen soll aus Gründen der Vereinfachung der Darstellung von Regelklappen gesprochen werden, die bei den Medienzuleitungen eingesetzt werden können. Die jeweilige Regelklappe kann an unterschiedlichen Positionen der Medienzuleitung angeordnet sein kann oder sogar in der nicht-drehenden Formscheibe.
Ein wesentlicher Aspekt ist folglich, dass die wenigstens eine Medienzuleitung eine Regelklappe aufweist, die ausgestaltet ist, die Masse des einströmenden Mediums zu regeln. Dies geschieht bevorzugt dadurch, dass alle oder ein Teil der Regelklappen vollständig oder teilweise geöffnet und vollständig oder teilweise geschlossen werden können. Die Auswahl der betreffenden Regelklappen und / oder das vollständige, teilweise Öffnen und Schließen der Regelklappen können vorzugsweise durch eine PID-Regelung erfolgen. Ein Proportional- Integral-Differenzial-Regler (PID) ist von Vorteil, weil eine kontinuierlich modulierte Regelung der Regelklappen den Wirkungsgrad der erfindungsgemäßen Einrichtung erhöht. Durch PID-Regler ist es möglich, kontinuierlich die aktuellen Stellwerte der Regelklappen als Differenz zwischen einem gewünschten Sollwert und einer gemessenen Prozessvariablen zu berechnen und eine Korrektur anzuwenden, die auf Proportional-, Integral- und Differential- Grundlagen basiert. PID - Regler sind häufig eingesetzte Standardregler und in vielen Bereichen Industriestandard, mithin dem Fachmann im Einzelnen bekannt, so dass im Rahmen der vorliegenden Beschreibung nicht näher hierauf eingegangen werden muss. Festzuhalten ist, dass der Fachmann aber nicht auf diese Art Regler beschränkt ist und jegliche geeignete Regler-Variante auswählen kann, solange diese nur die vorerwähnte Öffnung und das Schließen der Regelklappen auszuführen in der Lage ist.
Wie erläutert, ist für die Ansteuerung und die Regelung der Einrichtung zur optimalen Nutzung der Strömungsenergie aus Wasserkraft und Windkraft oder anderen fliessenden Medien bei dieser Ausgestaltung der Erfindung von Bedeutung, ob die Medienzuleitungen in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, beispielsweise des Wandlerrads, oder gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, beispielsweise des Wandlerrads, angeordnet sind.
Die Effekte dieser Anordnungen und der durch sie vorgegebenen Einströmung des Mediums in Verbindung mit der Regelklappen-Steuerung werden nachfolgend erläutert, wobei übergreifend für die Kombination der vorerwähnten Ausführungsform, die wenigstens eine Medienzuleitung und wenigstens einen weiteren Durchlass aufweist, gilt:
• es ist wenigstens eine Medienzuleitung vorgesehen,
• die wenigstens eine Medienzuleitung ist innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus angeordnet;
• sie ist derart angeordnet, dass sie „in die Drehrichtung" oder „gegen die Drehrichtung" der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, beispielsweise des Wandlerrads zeigt;
• „in Drehrichtung" ist eine Anordnung, in der eine Beschleunigung der Drehzahl der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht wird;
• „gegen die Drehrichtung" ist eine Anordnung, in der eine Bremsung der Drehzahl der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht wird; die wenigstens eine Medienzuleitung ist mit einer Regelklappe versehen, die in eine Offen-Stellung („auf') und in eine Geschlossen-Stellung („zu") oder in eine Zwischenstellung davon gebracht werden kann; • in Abhängigkeit davon, ob die Medienzuleitung „in die Drehrichtung" oder „gegen die Drehrichtung" der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, beispielsweise des Wandlerrads zeigt, und davon, ob die Regelklappe in eine Offen- Stellung („auf') oder in eine Geschlossen-Stellung („zu") oder in eine Zwischenstellung davon gebracht ist, werden die Drehzahl und / oder das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beeinflusst, indem entweder eine Beschleunigung oder eine Bremsung der Drehzahl derer drehbaren Teile erfolgt;
• eine Drehzahlveränderung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks hat einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment, mithin die Leistung des Turbinenrads;
• sind zwei Medienzuleitungen vorgesehen, so ist es vorteilhaft, wenn eine davon „in die Drehrichtung" und die andere „gegen die Drehrichtung" der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt;
• sind mehr als zwei Medienzuleitungen vorgesehen, so können diese in jeglicher räumlich-geometrischer Weise innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus angeordnet sein, z.B. in X-förmiger Anordnung, U-förmiger Anordnung, kreisförmiger Anordnung oder in doppel-kreisförmiger Anordnung mit einem inneren und äusseren Bereich; von letzterer Anordnung soll aus Gründen einer einheitlichen Darstellung nachfolgend ausgegangen werden, ohne dass hiermit eine Beschränkung hierauf anzunehmen ist.
In der folgenden Anordnung sind die Regeiklappen und Medienzuleitungen in einem äusseren und / oder inneren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus angeordnet, derart, dass die Medienzuleitungen in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen:
• „In Drehrichtung" ist eine Anordnung, in der eine Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht wird. Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossen-Stellung („zu") der Regelklappen beeinflusst. • Regelklappen „auf' bedeutet einen höheren Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl und damit mehr Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bedeutet weniger Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum weniger Drehmoment mit niedriger Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
• Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment des Turbinenrads. Die Regelklappen in der Stellung „auf' führt zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen in der Stellung „zu" bewirkt eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
In der folgenden Anordnung sind die Regelklappen und Medienzuleitungen in einem äusseren und / oder inneren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus angeordnet, derart, dass die Medienzuleitungen gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen:
• „Gegen die Drehrichtung" ist eine Anordnung, in der eine Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht wird. Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossen-Stellung („zu") der Regelklappen beeinflusst.
• Regelklappen „auf' bedeutet, dass das Wandlerrad gebremst wird, was wiederum weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bedeutet einen normalen Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum normales Drehmoment mit entsprechender Drehzahl und damit normale Leistung bedeutet.
• Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment des Turbinenrads. Die Regelklappen in der Stellung „zu" führt zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen in der Stellung „auf' bewirkt eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
In der folgenden Anordnung sind die Regelklappen und Medienzuleitungen in einem äusseren und inneren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus in kombinierter Weise angeordnet, derart, dass die Medienzuleitungen im inneren Bereich („innen") in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen, während die Medienzuleitungen im äusseren Bereich („aussen") gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen:
• „In Drehrichtung" ist eine Anordnung, in der eine Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht wird; „gegen die Drehrichtung" ist eine Anordnung, in der eine Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht wird. Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossen-Stellung („zu") der Regelklappen beeinflusst.
• Regelklappen „auf' bei den Medienzuleitungen „innen" in Drehrichtung bedeutet einen höheren Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl und damit mehr Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bei den Medienzuleitungen „innen" in Drehrichtung bedeutet weniger Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum weniger Drehmoment mit niedriger Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
• Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks bei den Medienzuleitungen „innen" in Drehrichtung hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment des Turbinenrads. Die Regelklappen in der Stellung „auf' führen zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen in der Stellung „zu" bewirken eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet. • Regelklappen „auf' bei den Medienzuleitungen „aussen" gegen die Drehrichtung bedeutet, dass das Wandlerrad gebremst wird, was wiederum weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bei den Medienzuleitungen „aussen" gegen die Drehrichtung bedeutet einen normalen Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum normales Drehmoment mit entsprechender Drehzahl und damit normale Leistung bedeutet.
• Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks bei den Medienzuleitungen „aussen" gegen die Drehrichtung hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das r-
Drehmoment des Turbinenrads. Die Regelklappen in der Stellung „zu" führt zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen in der Stellung „auf' bewirkt eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Die vorerwähnte Kombination kann selbstverständlich auch in inverser Weise angeordnet sein, derart, dass die Medienleitungen „innen" gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen, während die Medienleitungen „aussen" in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen.
• „In Drehrichtung" ist eine Anordnung, in der eine Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht wird; „gegen die Drehrichtung" ist eine Anordnung, in der eine Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht wird. Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossen-Stellung („zu") der Regelklappen beeinflusst.
• Regelklappen „auf' bei den Medienzuleitungen „innen" gegen die Drehrichtung bedeutet, dass das Wandlerrad gebremst wird, was wiederum weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bei den Medienzuleitungen „innen" gegen die Drehrichtung bedeutet einen normalen Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum normales Drehmoment mit entsprechender Drehzahl und damit normale Leistung bedeutet.
• Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks bei den Medienzuleitungen „innen” gegen die Drehrichtung hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment des Turbinenrads. Die Regelklappen in der Stellung „zu" führt zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen in der Stellung „auf' bewirkt eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
• Regelklappen „auf' bei den Medienzuleitungen „aussen" in Drehrichtung bedeutet einen höheren Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl und damit mehr Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bei den Medienzuleitungen „aussen" in Drehrichtung bedeutet weniger Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum weniger Drehmoment mit niedriger Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
• Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks bei den Medienzuleitungen „aussen” in Drehrichtung hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment des Turbinenrads. Die Regelklappen in der Stellung „auf' führt zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen in der Stellung „zu” bewirkt eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Weiterhin können, beispielsweise in einer äusseren oder inneren Ringanordnung, Medienzuleitungen vorgesehen sein, die (in Verbindung mit Regelklappen) zu einer Einströmung des Mediums in oder gegen - oder: alternierend in und gegen - die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks führen und damit zu einem aussen bremsenden oder innen beschleunigenden oder innen bremsenden oder aussen beschleunigenden Effekt der Zuströmung des Mediums und damit der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks führen. Die Wirkweise ergibt sich dabei aus den vorstehenden Erläuterungen.
Die erfindungsgemäße Einrichtung kann in allen vorbeschriebenen Varianten und Ausführungsformen energiemäßig vollständig autark betrieben werden, was als eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angesehen werden kann. Zu diesem Zweck ist die Einrichtung mit einem Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie vorzugsweise über eine Leitung verbunden, die innerhalb des Masts in das Gesamt-Profilteil geführt wird, wo eine Verbindung dieser Leitung mit dem Antriebsmotor der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrück erfolgt. Bei diesem Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie handelt es sich bevorzugt um ein solches zur Gewinnung und Weiterleitung von Sonnenenergie, was eine Photovoltaik-Anlage, ein Sonnenspiegelsystem oder ein ähnliches System sein kann. Wird als Medium Wasser oder Wellenenergie eingesetzt, kann es sich ein in diesem technischen Bereich verwendbares Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie handeln. Entsprechendes gilt für sämtliche medium-spezifischen Geräte zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie.
Weiterhin ist die Einrichtung gemäß allen vorbeschriebenen Varianten bevorzugt mit wenigstens einem oder mehreren Geräten zum Speichern von und zur Versorgung mit elektrischer Energie verbunden. Hierbei kann es sich um wenigstens eine sog. Powerstation, wenigstens einen Akkumulator, wenigstens einen Akku-Pac oder ähnliches handeln. Werden mehrere derartige Geräte funktional miteinander verbunden, so kann dies mittels einer Leitung erfolgen. Das wenigstens ein Gerät zum Speichern von und Versorgung mit elektrischer Energie ist beispielsweise über eine teilweise im Mast verlaufende Leitung mit dem im Gesamt-Profilteil angeordneten Generator verbunden; durch diese Verbindung kann die vom Generator erzeugte (elektrische) Energie in dem Gerät zum Speichern von und Versorgung mit elektrischer Energie gespeichert werden; jeglicher Abnehmer kann auf diese Weise mit (elektrischer) Energie versorgt werden. Weiterhin kann das Gerät zum Speichern von und zur Versorgung mit elektrischer Energie auf vorbeschriebene Weise auch mit dem der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zugeordneten Generator verbunden werden; dadurch wird ermöglicht, dass dann, wenn nur ein Energieeintrag über die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, z.B. das Wandlerrad, und dessen Generator erfolgt - etwa weil ein Abschaltung des Energieeintrags über das Turbinenrad und dessen Generator erfolgt - das Gerät zum Speichern von und Versorgung mit elektrischer Energie über die Drehung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks allein gespiesen wird. Zudem kann das Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie über eine Leitung direkt mit dem Gerät zum Speichern von und Versorgung mit elektrischer Energie verbunden sein, so dass letzteres zusätzlich zu oder anstelle der über das Turbinenrad und den Generator erzeugten Energie auch über das Gerät mit Energie versorgt werden kann. Gleichermaßen ist durch eine herkömmliche Regelung möglich, einen Energieeintrag in das Gerät zum Speichern von und zur Versorgung mit elektrischer Energie über die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, z.B. das Wandlerrad, und deren zugeordneten Generator sicherzustellen. Die Ausgestaltung erlaubt also einen multifunktionalen Betrieb der erfindungsgemäßen Einrichtung, der vorhandene oder zu erwartende Umgebungsbedingungen oder klimatische Verhältnisse einplanen kann. Ist das Medium beispielsweise Wind und herrscht etwa Windstille oder Schwachwind vor, kann die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks, z.B. das Wandlerrad, z.B. über das wenigstens eine Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie und die von diesem oder über dieses abgegebene Energie an den Antriebsmotor der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in Drehung versetzt werden, so dass über den von der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks erzeugten Unterdrück das Turbinenrad in Drehung versetzt werden kann und die von diesem über den Generator erzeugte Energie jedenfalls wieder teilweise dem Gerät zum Speichern von und zur Versorgung mit elektrischer Energie zugeführt werden kann; weiter ist es möglich, dass selbst in einem solchen Fall der Windstille oder des Schwachwinds auf diese Weise mittels Erzeugung des Unterdrucks genügend Windströmung erzeugt wird, um diese für die Erzeugung von Energie zu nutzen; oder es ist möglich, die Einrichtung bei zu großer Strömung des Mediums aus dieser vollständig oder teilweise herauszuschwenken, wie erläutert, und gleichwohl die Funktion der Energiegewinnung, der Nutzung bereits gespeicherter Energie beizubehalten. Gleiches gilt auch bei Schwachwind, der auf diese Weise optimal genutzt werden kann, was beispielsweise dadurch ermöglicht wird, dass die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks stoßweise dem Schwachwind angepasst genutzt werden kann.
Besonders vorteilhaft ist die erfindungsgemäße Einrichtung in allen beschriebenen Varianten und Ausführungsformen ausgestaltet, wenn sie im Bereich der stirnseitigen Öffnung oder vor dem Turbinenrad oder vor der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks - in Strömungsrichtung gesehen - mit einem - bevorzugt auswechselbaren - Gitter, Netz, Sieb, oder mit einer Matte mit Öffnungen oder dergleichen versehen. Auf diese Weise können sich in dem Medium befindliche Schmutzpartikel, Insekten oder sonstige unerwünschte Stoffe herausgefiltert werden. Das sorgt nicht nur für reineres Medium, sondern vermeidet auch allgemein, dass derartige Partikel die Bauteile der Einrichtung verstopfen oder beschädigen können oder dass etwa Vögel in den Einlaufkorpus gelangen können.
Die Erfindung wird nunmehr weiter anhand von Ausführungsbeispielen, auf die sie nicht beschränkt ist, näher erläutert. Hierbei zeigen :
Fig. 1, Fig. la und Fig. lb: in perspektivischer Darstellung eine Grundform der erfindungsgemäßen Einrichtung;
Fig. 2, Fig. 3, Fig. 3a - c: in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Regelklappen „aussen beschleunigend", d.h. Regelklappen und Medienzuleitungen aussen am Einströmkanal des Einlaufkorpus, d.h. die Medienzuleitungen zeigen in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks;
Fig. 4, Fig. 5, Fig. 6, Fig. 6a - c: in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Regelklappen „aussen bremsend", d.h. Regelklappen und Medienzuleitungen aussen am Einströmkanal des Einlaufkorpus, d.h. die Medienzuleitungen zeigen gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks;
Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 9a - c: in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Regelklappen „innen beschleunigend", d.h. Regelklappen und Medienzuleitungen aussen am Einströmkanal des Einlaufkorpus, d.h. die Medienzuleitungen zeigen in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks;
Fig. 10, Fig. 11, Fig. 12, Fig. 12a - c: in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Regelklappen „innen bremsend", d.h. Regelklappen und Medienzuleitungen innen am Einströmkanal des Einlaufkorpus, d.h. die Medienzuleitungen zeigen gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks;
Fig. 13, Fig. 14, Fig. 15, Fig. 15a - c: in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Regelklappen „innen und aussen beschleunigend", d.h. Regelklappen und Medienzuleitungen innen und aussen am Einströmkanal des Einlaufkorpus, d.h. die Medienzuleitungen zeigen jeweils in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks;
Fig. 16, Fig. 17, Fig. 18, Fig. 18a - c: in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Regelklappen „innen und aussen bremsend", d.h. Regelklappen und Medienzuleitungen innen und aussen am Einströmkanal des Einlaufkorpus, d.h. die Medienzuleitungen zeigen jeweils gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks; Fig. 19, Fig. 20, Fig. 21, Fig. 21a - c: in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Regelklappen „innen beschleunigend und aussen bremsend", d.h. mit Regelklappen und Medienzuleitungen innen am Einströmkanal des Einlaufkorpus, wobei die Medienzuleitungen in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen, und mit Regelklappen und
Medienzuleitungen aussen am Einströmkanal des
Einlaufkorpus, wobei diese Medienzuleitungen gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen;
Fig. 22, Fig. 23, Fig. 24, Fig. 24a - c: in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit Regelklappen „innen bremsend und aussen beschleunigend", d.h. mit Regelklappen und Medienzuleitungen innen am Einströmkanal des Einlaufkorpus, wobei die Medienzuleitungen gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen, und mit Regelklappen und Medienzuleitungen aussen am Einströmkanal des Einlaufkorpus, wobei diese Medienzuleitungen in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen;
Fig. 25 : in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer Version mit Ringkanälen und Regelung aussen beschleunigend und innen bremsend oder Regelung aussen bremsend und innen beschleunigend;
Fig. 26: in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Einrichtung mit einer Version Regelscheibe mit schrägen Öffnungen;
Fig. 27a, 27b: in perspektivischen Darstellungen den Aufbau und die Funktion der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks. Die nachfolgenden Ausführungen bis zum Ausführungsbeispiel 1 gelten für sämtliche Ausführungsbeipiele und stellen damit deren Zusammenfassung dar:
Es wird darauf hingewiesen, dass die vorliegende Einrichtung 1 je nach Anforderung in verschiedenen Lagen montiert werden kann. Die Längsachse des Energiewandlers 1 kann vorzugsweise vertikal oder horizontal ausgerichtet sein.
Fig. 1, Fig. la, Fig.lb zeigen den Grundaufbau eines Energiewandlers, wie er der vorliegenden Erfindung zugrunde liegt. Fig. 1, Fig. 1 a, Fig. lb gelten prinzipiell für alle nachfolgenden Ausführungsbeispiele der Fig. 2 bis 26, so dass bei deren Detail-Erörterung zur Vermeidung von Wiederholungen nicht mehr im Einzelnen auf diesen Grundaufbau zurückgekommen wird. Soweit in den Fig. 1, Fig. la und Fig. 1b Bauteile aus dem gattungsbildenden Stand der Technik bekannt sind, wird hierauf hingewiesen.
Die Einrichtung 1 umfasst mithin ein Gesamt-Profilteil 112 mit einem Profilteil 113 und einem Profilteil 114, welche als konische bzw. kegelförmige Umhausungen ausgestaltet sind vgl. lediglich Fig. 1b, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 6, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 11, Fig. 12, Fig. 14, Fig. 15, Fig. 17, Fig. 18, Fig. 20, Fig. 21, Fig. 23, Fig. 24.
Der Profilteil 113 erstreckt sich in Richtung auf die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, d.h. das Wandlerrad 50. Ferner umfasst das Gesamt-Profilteil 112 einen =; weiteren Profilteil 114, der ausgehend vom Wandlerrad 50 zu der dem Profilteil 113 - abgewandten Seite führt und gleichzeitig zur Abdeckung des Generators und des Antriebsraumes dient. Das Gesamt-Profilteil 112 ist koaxial zur vorzugsweise horizontal verlaufenden Längsachse bzw. zum Zentrum 47 der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 angeordnet. Die in Fig. la, Fig. 1b gezeigte Ausführungsform des Energiewandlers ruht auf einem Mast 123. Das ist bekannt.
Fig. 1, Fig. 4, Fig. 7, Fig. 10, Fig. 13, Fig. 16, Fig. 19, Fig. 22 zeigen die Schwenkfunktion der Einrichtung 1. Mit der Schwenkfunktion wird ebenso die Leistung des Energiewandlers geregelt, da die projektierte Öffnung 101 des Profilteils 113 für die Einströmung 110 des Mediums entweder vergrößert oder verkleinert wird. Wird das Gesamt-Profilteil 112 vollständig aus der Einströmung 110 geschwenkt, so steht die Anlage still, es sei denn, der (an sich bekannte), weiter unten beschriebene Antriebsmotor 57 sorgt für eine Drehung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 und damit für eine von der vorgegebenen Einströmung 110 und von dem Turbinenrad 80 unabhängige, durch Unterdrück verursachte Strömung des Mediums. Die Schwenkbarkeit des Gesamt-Profilteils 112 hat folglich Einfluss auf den Anströmwinkel des in das Innere des Profilteils 113 einströmenden Mediums. Die Schwenkrichtungen in den genannten Figuren sind dabei mit den Bezugsziffern 110a, 110b und 110c gekennzeichnet. 110a bedeutet: Schwenken der Einrichtung um eine Vertikalachse zentrisch, 110b bedeutet: Schwenken der Einrichtung um eine Vertikalachse exzentrisch; 110c bedeutet: Schwenken der Einrichtung um eine Achse im Raum.
Die Hauptfunktion der Schwenkbarkeit ermöglicht ein schnelles Schwenken der Einrichtung 1 in oder aus der Strömungsrichtung 110. Mit ihr sind verschiedene Nebenfunktionen verknüpft, nämlich: das Einschwenken des Energiewandlers in einem Winkel sorgt für eine optimale Nutzung der herrschenden Strömungsenergie; die Korrektur des Einschwenkwinkels erfolgt dauernd, wodurch eine bessere Nutzung der herrschenden Strömungsenergie möglich wird; die damit einhergehende Glättung der Strömungsenergie bewirkt kleinere Stromspitzen an den Generatoren, die somit nicht "gekappt" werden müssen; dies wiederum bedeutet einen höheren Stromertrag, somit auch einen besseren Wirkungsgrad; da mehrere Generatoren zum Einsatz kommen können, ist es infolge Schwenkens des Energiewandlers möglich, dass je nach Strombedarf einzelne Generatoren zu- oder abgeschaltet werden; das bedeutet gleichermaßen eine optimale Ausnutzung der herrschenden Strömungsenergie; des weiteren dient die Schwenkbarkeit dem Schutz vor Zerstörung von Teilen der Einrichtung 1.
Bereits der Anströmungswinkel und dessen Regelung haben für sich genommen unmittelbaren Einfluss auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 und des Turbinenrads 80 und auch auf beider Drehmoment. Mit der Erfindung wird folglich durch die schwenkbare Ausgestaltung der Einrichtung ein Instrumentarium geschaffen, Drehzahl und Drehmoment von Wandlerrad und Turbinenrad zu regeln. Die Schwenkbarkeit kann auf jede an sich bekannte Weise ausgeführt werden, insb. elektromotorisch. Die Umströmung 106 des Gesamt-Profilteils 112 durch das betreffende Medium, z.B. durch Wind aus der Windrichtung 105, wie in Fig. la und Fig. 1b gezeigt, führt zu Unterdrück am (im) Wandlerrad 50 und nimmt damit Einfluss auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 infolge des weiter unten noch näher beschriebenen Rückstoßes. Dies hat zur Folge, dass - von der Strömungsrichtung aus betrachtet - vor dem Turbinenrad 80 der Druck erhöht wird, somit steigt die Einströmgeschwindigkeit zum Turbinenrad, d.h. über die Schwenkbarkeit ist eine Leistungsregelung möglich.
Das Gesamt-Profilteil 112 ist ein strömungsoptimiertes Formteil, das so profiliert ist, dass die Strömung 106 an der Profilkontur beschleunigt wird, wobei bekanntermaßen ähnlich wie bei dem Tragflächenprofil eines Flugzeuges an der Oberseite des Gesamt-Profilteils 112 ein Unterdrück entsteht. Das Profilteil 112 ist so ausgestaltet, dass es im Bereich des Wandlerrads 50 durch die axiale Strömung ein Unterdrück entsteht (ähnlich einer Tragfläche). Dieser Unterdrück bewirkt, dass das im Wandlerrad 50 befindliche Medium, zB Luft, vom Zentrum des Wandlerrads nach aussen strömt und durch Leitschaufeln des Wandlerrads 50 gegen Drehrichtung ausströmt und damit einen Rückstoß verursacht, der das Wandlerrad in Drehung versetzt (Impulssatz). Also setzt sich der Unterdrück im Inneren des Wandlerrads fort und genauso im Bereich nach dem Turbinenrad. Der Bereich 113 vor dem Turbinenrad wird von dem Aussendruck 62 sofort „ausgeglichen".
Ein am Gesamt-Profilteil 112 zentrisch befestigter äußerer und optionaler Profilring 115 erfährt an seiner Aussenseite eine Umströmung 108 und an seiner Innenseite eine Umströmung 107, was bekannt ist. Die Umströmung 107 verstärkt die Strömung 106 und erhöht damit ihre Geschwindigkeit. Die Umströmungen 106, 107, 108 führen alle in Richtung der „ablaufenden" Windströmung 111. Die Windrichtung der zuströmenden Windströmung ist mit 105 bezeichnet. Die Strömung 106 mit der erhöhten Geschwindigkeit reisst die aus der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 ausströmende Luft mit und beschleunigt damit die Ausströmung 109 am Wandlerrad 50. Diese wiederum bewirkt einen Unterdrück im Wandlerrad 50 und damit eine weitere Vergrößerung des Druckunterschiedes nach dem Turbinenrad 80. Dadurch wird die Einströmgeschwindigkeit 110 am Rohrteil 100 vergrößert.
Die Ausströmung 109 am Wandlerrad 50 bewirkt einen Rückstoß am Wandlerrad 50, wie dies oben bereits erläutert wurde, und setzt das Wandlerrad 50 in Drehung. Diese Energie kann z. B. über ein Getriebe 117 einen zusätzlichen Generator 116 zugeführt und in elektrische Energie umgewandelt werden. Das Medium tritt dabei durch den wenigstens einen weiteren Durchlass 51 der nicht drehenden Formscheibe 51c in die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, beispielsweise des Wandlerrads 50, ein; in Fig. la, Fig. 1b sind mehrere weitere Durchlässe 51 in etwa kranzförmiger Anordnung dargestellt.
Dabei gilt für sämtliche der in den Fig. 1 bis 26 gezeigten Ausführungsbeispiele in Bezug auf die Drehrichtung : Die in den Figuren gekennzeichnete Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, beispielsweise des Wandlerrads 50, ist linksdrehend von vorne gesehen dargestellt. Bei spiegelbildlich ausgeführtem Wandlerrad ist die Drehrichtung rechtsdrehend von vorne gesehen. In diesem Fall werden alle notwendigen Komponenten auch spiegelbildlich ausgeführt. In diesem Fall bleibt die Wirkungsweise, wie beschrieben, erhalten. D.h. beschleunigend bleibt beschleunigend und bremsend bleibt bremsend. Wenn diese Teile nicht spiegelbildlich ausgeführt werden, ändert sich die Wirkungsweise, d.h. beschleunigend wird bremsend und bremsend wird beschleunigend. Die in Fig. 1, Fig. la, Fig. lb gezeigte Ausführungsform der Einrichtung beinhaltet bekanntermaßen das Gesamt-Profilteil 112 mit seinen Teilen 113, 114, welche und unter anderem die funktionalen Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, mithin des sog. Wandlerrads 50, sowie zur Erzeugung der Energie, mithin des Turbinenrads
80 aufnehmen. Das Profilteil 114 nimmt weitere funktionale Bauteile auf, wie z.B. wenigstens einen Generator 85, der über eine Turbinenwelle 81 mit dem beispielsweise in der Umhausung des Profilteils 113 angeordneten Turbinenrad 80 verbunden ist, Fig. 0-3, Fig. 1. Die kinetische Energie des Turbinenrades 80 wird mit einem hohen Wirkungsgrad auf die Turbinenwelle 81 übertragen. Beispielsweise wird die hohe Drehzahl der Turbinenwelle
81 über ein Getriebe 82 reduziert, wobei das entsprechende Drehmoment erhöht wird. Das Getriebe 82 ist mit dem Eingang des Generators 85 verbunden. Des Weiteren beinhaltet das Profilteil 114 den Antriebsmotor 57 für das Wandlerrad 50 sowie einen mit diesem über ein Getriebe 117 verbundenen weiteren Generator 116. Die Drehung des Antriebsmotors 57 wird über im Belieben des Fachmanns stehende Mittel auf das Wandlerrad 50 übertragen. Die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 ist - in Einströmrichtung 110 des betreffenden Mediums gesehen - nach dem Turbinenrad 80 angeordnet. Diese gezeigte Ausführungsform kann zusätzlich als so genanntes Pumpspeicherwerk eingesetzt werden. Die erforderliche zusätzliche Leistung muss dabei nicht ausschließlich bei den Kraftwerksbetreibern erzeugt werden. Das Wandlerrad 50 und das mit 80 bezeichnete Turbinenrad sind drehbar gelagert, wobei das Turbinenrad 80 mit einer Turbinenwelle 81 drehfest verbunden ist. An der dem Turbinenrad 80 gegenüberliegenden Seite der Turbinenwelle 81 ist ein Generator 85 drehfest an der Turbinenwelle 81 montiert, der bei einer Drehung der Turbinenwelle 81 elektrische Energie erzeugt.
All diese funktionalen Teile können sich auch innerhalb des Masts 123 oder an anderer Stelle befinden.
Das Profilteil 113 kann ein als Zufuhrkanal dienendes Rohrteil 100 aufnehmen; durch die stirnseitige Öffnung 101 des Profilteils 113 (vgl. Fig. 1, Fig. lb), die gleichzeitig die Öffnung des Zufuhrkanals 100 ist, kann das betreffende Medium in das Innere des Zufuhrkanals bis zum Turbinenrad 80 einströmen, das an der von der stirnseitigen Öffnung 101 abgewandten Seite an den Zufuhrkanal anschließt, was bekannt ist; die Einströmrichtung ist mit der Bezugsziffer 110 gekennzeichnet, Fig. 1, Fig. la, Fig. lb.
Ein solcher als Zufuhrkanal dienendes Rohrteil 100 ist jedoch lediglich eine Option, wie die Fig. 1, Fig. lb zeigt. Die vorliegende Erfindung kann aufgrund der weiter unten beschrieben Medienzuleitung auf einen solchen Zufuhrkanal verzichten. Sämtliche der in Fig. 1, Fig. 2 ff. gezeigten Ausführungsbeispiele deuten einen solchen Zufuhrkanal 100 nur an, z.B. durch Strichlinierung in Fig. 1, was im Wesentlichen mit der Vermeidung einer zeichnerischen Überfrachtung zusammenhängt. Es ist jedoch zu betonen, dass sie jeweils einen solchen Zufuhrkanal aufweisen könnten. Der Unterschied zwischen dem Vorhandensein und Nicht- Vorhandensein eines Zufuhrkanals liegt unter anderem darin, dass der Volumenstrom 40 (vgl. Fig. 27b) des betreffenden Mediums, das durch seine mit der Bezugsziffer 110 gekennzeichnete Einströmrichtung mit symbolisiert wird, im Fall des Vorhandenseins des Zufuhrkanals 100 durch diesen hin zu dem Turbinenrad 80 und zudem über den Ringkanal 41 (vgl. Fig. 27b) zum Wandlerrad 50 strömt, während der Volumenstrom 40 des betreffenden Mediums bei Nicht-Vorhandensein des Zufuhrkanals 100 durch die stirnseitige Öffnung 101 des Profilteils 113 in dessen Hohlraum hin zu dem Turbinenrad 80 und zudem zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 strömt, vgl. Fig. 1, Fig. la, Fig. lb.
In dem der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 zugewandten Endbereich des Innenraums des Profilteils 113 oder des Rohrteiles 100 befindet sich ein - bekanntes - Formteil 90, Fig. la, Fig.lb, das eine sich konisch erweiternde Form besitzt. An dem der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 zugewandten Endbereich des konischen Formteiles 90 sind in Umfangsrichtung in dem gezeigten Ausführungsbeispiel gleichmäßig voneinander beabstandete Leitschaufelteile 91 befestigt, die sich vom Formteil
90 aus radial nach aussen erstrecken, Fig. 0-2, 0-4; dies ist bereits bekannt. Die Leitschaufelteile 91 bilden einen Leitschaufelkranz. Die dem Formteil 90 abgewandten Bereiche 94 der Leitschaufelteile 91 sind vorzugsweise, wie dies aus der Fig. 0-4 besonders deutlich hervorgeht, gegenüber den axial verlaufenden Bereichen 95 der Leitschaufelteile
91 in der Umfangsrichtung des Formteiles 90 abgewinkelt; die Leitschaufelteile 91 sind in dem gezeigten Ausführungsbeispiel so gebogen, dass sie in Drehrichtung des Turbinenrades 80 weisen. Im Anschluss an den Leitschaufelkranz befindet sich das Turbinenrad 80, das mit der Turbinenwelle 81 drehfest verbunden ist. Die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 verlaufen vom Formteil 90 weg zur Seite es Generators 85 hin und sind in der Umfangsrichtung des Turbinenrades 80 entgegengesetzt zu den Bereichen 94 der Leitschaufelteile 91 geneigt. Auf diese Weise wird eine besonders effektive Drehung des Turbinenrades 80 erreicht. Fig. 0-4 zeigt die Anordnung um 90° entgegen dem Uhrzeigersinn gedreht
Während nach dem gattungsbildenden Stand der Technik (Fig. 0-4b) das Wandlerrad 50 zwei parallel zueinander angeordnete, jeweils drehbare Kreisscheiben 51a und 51b aufweist, geht die vorliegende Erfindung einen anderen Weg, indem das Wandlerrad 50 zwar weiterhin eine drehbare Kreisscheibe 51a aufweist, jedoch die Kreisscheibe 51a durch die nunmehr nicht-drehende Formscheibe 51c ersetzt wird, Fig. la, Fig. lb, Fig. 27a, 27b, Fig. lb, Fig. 2, Fig. 3, 3b, Fig. 6, 6b, Fig. 8, Fig. 9, 9b, Fig. 11, Fig. 12, 12b, Fig. 14, Fig. 15, 15b, Fig. 17, Fig. 18b, Fig. 20, Fig. 21b, Fig. 23, Fig. 24b. Die Fig. 27a, 27b zeigen konstruktive Details der erfindungsgemäßen Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, beispielsweise des Wandlerrads 50. Wie bereits erwähnt, ist die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, d.h. das Wandlerrad 50, danach in dem vorerwähnten Einlaufkorpus 113 des Gesamt-Profilteils 112 der Einrichtung angeordnet. Das Wandlerrad 50 weist nicht mehr zwei parallel zueinander beabstandete Kreisscheiben 51a, 51b auf, vgl. Fig. 0-4 auf, sondern eine drehende Kreisscheibe 51a und eine davon beabstandete, in Einströmrichtung 110 des betreffenden Mediums gesehen nicht-drehende vordere Formscheibe 51c, von der ein Ausführungsbeispiel in Fig. 27b gezeigt ist. Dies stellt eine gegenüber dem gattungsbildenden Stand der Technik eine effektive Neuerung dar, weil die nicht-drehende Eigenschaft u.a. die bereits beschriebenen besonderen weiteren Durchlässe zum Beschleunigen oder Bremsen der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks sowie zusätzlich die weiter unten beschriebenen Medienzuleitungen samt Regelklappen zulässt. Das Medium tritt dabei durch den wenigstens einen weiteren Durchlass 51 der nicht drehenden Formscheibe 51c in die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, beispielsweise des Wandlerrads 50, ein; in Fig. la, Fig. 1b sind mehrere weitere Durchlässe 51 in etwa kranzförmiger Anordnung dargestellt. Die nicht-drehende vordere Formscheibe 51c kann entweder fester Bestandteil des Einlaufkorpus 113 des Gesamt-Profilteils 112 sein oder in diesem befestigt sein, wie beispielsweise in Fig. 1b gezeigt. Diese Formscheibe 51c verläuft bogenförmig von der Längsachse der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 nach aussen, wobei der bogenförmige Verlauf in Aussenrichtung immer mehr abflacht. Beabstandet von diesem vorderen Formteil 51c weist die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, d.h. das Wandlerrad 50, eine in Einströmrichtung110 des betreffenden Mediums gesehen drehbare hintere Formscheibe 51a auf, was sich aus den Fig. 1b, Fig. 3b, Fig. 6b, c, Fig. 9b, c, Fig. 12b, c, Fig. 15b, c, Fig. 18b, c, Fig. 21b, c, Fig. 24b, c ergibt.
Zwischen dieser vorderen nicht-drehenden Formscheibe 51c und der hinteren Kreisscheibe 51a sind die Kanäle 48 und Leitbleche 44, der Schaufelkranz, der innere Einlaufkanal 41 mit Lagerung (nicht gezeigt) für das Turbinenrad 80 und das Aufnahmelager für den Lagerflansch (nicht gezeigt) für das Wandlerrad 50 angeordnet, wie sie sich aus den Fig. 27a und 27b ergeben, worauf hiermit Bezug genommen wird. Die nicht-drehende vordere Formscheibe 51c verfügt über den inneren Einlaufkanal 41, der an der Formscheibe angeflanscht oder der feste Bestandteil des Einlaufkorpus 113 des Gesamt-Profilteils 112 oder in diesem Einlaufkorpus 113 befestigt sein kann. Über diesen Einlaufkanal 41 hinaus verfügt die Formscheibe 51c wenigstens einen weiteren Durchlass 51, vorteilhafterweise eine Mehrzahl von Durchlässe 51d ...51n, (nicht in Fig.27b gezeigt) die das betreffende Medium in die zwischen der nicht-drehenden vorderen Formscheibe 51c und der drehbaren hinteren Kreisscheibe angeordneten Kanäle 48 strömen lassen, vgl. Fig. 1b, Fig. 3b, Fig. 6a, b, c, Fig. 9a, b, c, Fig. 12a, b, c, Fig. 15a, b, c, Fig. 18a, b, c, Fig. 21a, b, c, Fig. 24a, b, c, Fig. 25, Fig. 26b, c. Die Durchlässe 51d ...51n sind in den gezeigten Ausführungsbeispielen etwa kranzförmig am Aussenrand der Formscheibe 51c angeordnet, Fig. 3a, c, Fig. 6c, Fig. 9a, c, Fig. 12a, c, Fig. 15a, c, Fig. 18a, c, Fig. 24a, c, Fig. 25, Fig. 26b, c. und werden bei den Erläuterungen zu diesen Figuren näher beschrieben.
Fig. 27a zeigt, dass in der Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander beabstandete Kanäle 48 jeweils vom Zentrum 47 des Wandlerrads 50 aus radial nach aussen verlaufen. Sie weisen kurz vor dem Aussendurchmesser des Wandlerrads 50 einen Winkel von vorzugsweise etwa 90° gegen die Drehrichtung des Wandlerrads 50 auf. Dabei münden die Kanäle 48 radial innen in eine ihnen gemeinsame ringförmige Vorkammer 46, die das ringförmige Nabenteil 54 des Wandlerrads 50 umgibt, Fig. 27a. Das Nabenteil 54 verläuft mit seinem, der nicht-drehenden Formscheibe 51c zugewandten Bereich ebenfalls bogenförmig von der Längsachse des Wandlerrads 50 nach aussen. Dadurch wird eine besonders gute und wirbelfreie Strömung des Mediums aus der Vorkammer 46 in die Kanäle 48 sichergestellt.
Die einzelnen Kanäle 48 werden jeweils durch Leitbleche 44 und 45 gebildet, die in der in der Fig. 27a dargestellten Weise ausgehend von der ringförmigen Vorkammer 46 jeweils geradlinig nach aussen verlaufen und zur Bildung der Kanäle 48 so abgewinkelt sind, dass im geradlinigen Bereich zwischen zwei benachbarten Leitblechen 44 und 45 der etwa radial nach aussen verlaufende Bereich 43 des Kanals 48 und zwischen den abgewinkelten Endbereichen der Leitbleche 44 und 45 der unter vorzugsweise einem rechten Winkel zu dem radial nach aussen verlaufenden Bereich 43 verlaufende Bereich 42 gebildet wird.
Bei einer Drehung des Wandlerrads 50 durch den Antriebsmotor 57 (vgl. Fig.0-3) oder infolge der Einströmung 110 des Mediums, z.B. des Winds in der Windrichtung 105, durch die stirnseitige Öffnung 101 (vgl . Fig. lb) in den Einlaufkorpus 113 (vgl. Fig. 1b, Fig. 2, Fig. 3, Fig. 6, Fig. 7, Fig. 8, Fig. 9, Fig. 10, Fig. 11, Fig. 12, usw.) in der in den Fig. 3a, b, Fig. 6b, Fig. 9a, b, Fig. 12a, b, Fig. 15a, b, Fig. 18a, b, Fig. 24a, b, Fig. 0-4a dargestellten Drehrichtung 50a unterliegt ein in den Kanälen 48 befindliches Medium durch die Drehbewegung mit einer Drehzahl n einer Fliehkraft Fzl, Fig. 27a
Diese Fliehkraft Fzl wird auch im Rahmen der Erfindung bestimmt durch die Umfangsgeschwindigkeit vl am Radius rl und die Masse m des Mediums. Die Formel für die Fliehkraft lautet:
Die Formel für die Umfangsgeschwindigkeit lautet auch im Rahmen der Erfindung: vl = 2-rl-Tt-n.
Die Fliehkraft Fzl drückt das Medium in den Kanälen 48 nach aussen. Am Radius r2, kurz vor der rechtwinkligen Krümmung der Kanäle 48 gilt für die Fliehkraft auch im Rahmen der Erfindung :
Die Fliehkraft Fz2 beschleunigt die Masse m des Mediums auf eine Geschwindigkeit v3, wobei der Reibungsverlust zu berücksichtigen ist. An dieser Stelle, d. h. also kurz vor der Krümmung der Kanäle 48 beträgt die kinetische Energie für die Masse m des Mediums auch im Rahmen der Erfindung:
Das Medium wird durch die Krümmung der Kanäle 48 entgegen der Drehrichtung umgelenkt und erfährt nach der Krümmung eine Geschwindigkeit v4, die wegen der Reibungsverluste kleiner als die Geschwindigkeit v3 ist. Dadurch ergibt sich auch im Rahmen der Erfindung die kinetische Energie:
Das Medium verlässt das Wandlerrad 50 auch im Rahmen der Erfindung mit einer kinetischen Energie W4. Dabei entsteht ein Rückstoß mit derselben Energie. Diese Energie hilft, das Wandlerrad 50 anzutreiben.
Bei dem erläuterten Vorgang entsteht auch im Rahmen der Erfindung in der Vorkammer 46 ein Unterdrück, der bewirkt, dass der atmosphärische Aussendruck 62 bewirkt, dass das Medium vor der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 beschleunigt und durch den mit 41 bezeichneten inneren Einlaufkanal (Fig. 27a, b) der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 zugeführt wird. Durch eine Drehzahlerhöhung des durch den Antriebsmotor 57 und / oder des durch die Einströmung 110 angetriebenen Wandlerrads 50 kann der Druckunterschied erhöht werden.
Wenn das Wandlerrad 50 durch den Antriebsmotor 57 und / oder durch die Einströmung 110 des Mediums in das Wandlerrad in Drehung versetzt wird, wird das Medium in der in Zusammenhang mit Fig. 27a beschriebenen Weise in den Kanälen 43 des Wandlerrads 50 auch im Rahmen der Erfindung nach aussen gedrückt, weshalb im Bereich unterhalb des Turbinenrades 80, das in dem inneren Einlaufkanal 41 drehbar angeordnet ist, ein Unterdrück entsteht. Dies hat auch im Rahmen der Erfindung zur Folge, dass das Medium aus dem Innenraum des Einlaufkorpus 113 (vgl. Fig. lb) oder aus dem Rohrteil 100 (vgl. Fig. la) durch die zwischen den Leitschaufelteilen 91 gebildeten Kanäle wegen des genannten Unterdruckes und wegen des im Innenraum des Einlaufkorpus 113 oder im Rohrteil 100 herrschenden Atmosphärendruckes 62 in Richtung auf die Schaufelteile 87 strömt. Dabei wird auch im Rahmen der Erfindung das Turbinenrad 80 in Drehung versetzt und überträgt seine Drehung über die Turbinenwelle 81 an den Generator 85, der eine der Drehung entsprechende elektrische Energie erzeugt.
Durch das Formteil 90 wird der Volumenstrom 40 auch im Rahmen der Erfindung so umgelenkt, dass auf die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 ein optimaler Druck ausgeübt wird.
Die Form, Dimension und die Anzahl der Kanäle 48 des Wandlerrads 50, des Wandlerrads 50 sowie der Turbine, die Dimensionierung des Gesamt-Profilteils 112, des Einlaufkorpus 113, des Profilteils 114, des Rohrteiles 100 sowie aller weiteren Komponenten des Energiewandlers können auch im Rahmen der Erfindung in Bezug auf die Effektivität, Standort und sonstige Parameter des Energiewandlers 1 bestimmt und optimiert werden.
Die Erfindung eignet sich besonders gut zur Montage an Dächern von Hochhäusern oder dergleichen. In der ersichtlichen Weise ist die Einrichtung vorzugsweise an einem Mast 123 oder dergleichen montiert.
Durch den Antriebsmotor 57 kann auch im Rahmen der Erfindung differenziert eine bestimmte Drehzahl am Wandlerrad 50 erzeugt werden. Dazu können jegliche bekannte Regelsysteme eingesetzt werden. Diese differenzierte Drehzahl beeinflusst die Einströmung 110 vor dem Turbinenrad 80 und dient dazu, bei unterschiedlichen Mediumgeschwindigkeiten, z. B. Windgeschwindigkeiten, im optimalen Bereich des Turbinenrads 80 zu fahren. Dies bedeutet, dass eine Verstellung von Leitschaufeln und eine Verstellung der Turbinenschaufel nicht erforderlich ist. Die Energie des Turbinenrades 80 wird über das Getriebe 82 dem Generator 85 zugeführt, wie dies oben bereits erläutert wurde.
Aus Fig. 1 kann ferner entnommen werden, dass das dort gezeigte Ausführungsbeispiel energiemäßig vollständig autark betrieben werden kann, was als eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung angesehen werden kann. Zu diesem Zweck ist die Einrichtung 1 mit einem Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie 125 über eine Leitung 126 verbunden, die innerhalb des Masts 123 in das Profilteil 114 geführt wird, wo eine Verbindung dieser Leitung 126 (nicht gezeigt) mit dem Antriebsmotor 57 der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 erfolgt. Bei diesem Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie 125 handelt es sich in diesem Ausführungsbeispiel um ein solches zur Gewinnung und Weiterleitung von Sonnenenergie, was eine Photovoltaik-Anlage, ein Sonnenspiegelsystem oder ein ähnliches System sein kann. Wird als Medium Wasser oder Wellenenergie eingesetzt, kann es sich ein in diesem technischen Bereich verwendbares Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie handeln. Entsprechendes gilt für sämtliche medium-spezifischen Geräte zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie.
Weiterhin ist die Einrichtung 1 mit wenigstens einem Gerät zum Speichern von und zur Versorgung mit elektrischer Energie 127.1, 127.2, 127... n verbunden. Hierbei kann es sich um wenigstens eine sog. Powerstation, wenigstens einen Akkumulator, wenigstens einen Akku-Pac oder ähnliches handeln. Werden mehrere derartige Geräte funktional miteinander verbunden, so kann dies mittels einer Leitung 130 erfolgen. Das wenigstens eine Gerät zum Speichern von und Versorgung mit elektrischer Energie 127.1, 127.2, 127... n ist über eine teilweise im Mast 123 verlaufende Leitung 128 mit dem im Profilteil 114 angeordneten Generator 85 verbunden (nicht dargestellt); durch diese Verbindung kann die vom Generator 85 erzeugte (elektrische) Energie in dem Gerät zum Speichern von und Versorgung mit elektrischer Energie 127.1, 127.2, 127... n gespeichert werden; jeglicher Abnehmer kann auf diese Weise mit (elektrischer) Energie versorgt werden. Weiterhin kann das Gerät zum Speichern von und zur Versorgung mit elektrischer Energie 127.1, 127.2, 127... n auf vorbeschriebene Weise auch mit dem der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 zugeordneten Generator 116 verbunden werden; dadurch wird ermöglicht, dass dann, wenn nur ein Energieeintrag über das Wandlerrad 50 und dessen Generator 116 erfolgt - etwa weil ein Abschaltung des Energieeintrags über das Turbinenrad 80 und dessen Generator 85 erfolgt - das Gerät zum Speichern von und Versorgung mit elektrischer Energie 127.1, 127.2, 127... n über die Drehung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks allein gespiesen wird. Zudem kann das Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie 125 über eine Leitung 129 direkt mit dem Gerät zum Speichern von und Versorgung mit elektrischer Energie 127.1, 127.2, 127... n verbunden sein, so dass letzteres zusätzlich zu oder anstelle der über das Turbinenrad 80 und den Generator 85 erzeugten Energie auch über das Gerät 125 mit Energie versorgt werden kann. Gleichermaßen ist durch eine herkömmliche Regelung möglich, einen Energieeintrag in das Gerät zum Speichern von und zur Versorgung mit elektrischer Energie 127.1, 127.2, 127... n über das Wandlerrad 50 und dessen zugeordneten Generator 116 sicherzustellen. Die Ausgestaltung erlaubt also einen multifunktionalen Betrieb der Einrichtung 1, der vorhandene oder zu erwartende Umgebungsbedingungen oder klimatische Verhältnisse einplanen kann. Ist das Medium beispielsweise Wind und herrscht etwa Windstille vor, kann das Wandlerrad 50 z.B. über die Geräte 125, 127 ff und die von diesen oder über diese abgegebene Energie an den Antriebsmotor 57 in Drehung versetzt werden, so dass über den von der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 erzeugten Unterdrück das Turbinenrad 80 in Drehung versetzt werden kann und die von diesem über den Generator 85 erzeugte Energie jedenfalls wieder teilweise dem Gerät zum Speichern von und zur Versorgung mit elektrischer Energie 127.1, 127.2, 127... n zugeführt werden kann; weiter ist es möglich, dass selbst in einem solchen Fall der Windstille auf diese Weise mittels Erzeugung des Unterdrucks genügend Windströmung erzeugt wird, um diese zur Energiegewinnung zu verwenden; oder es ist möglich, die Einrichtung bei zu großer Strömung des Mediums aus dieser vollständig oder teilweise herauszuschwenken 110a, 110b, 110c, wie erläutert, und gleichwohl die Funktion der Energiegewinnung, der Nutzung bereits gespeicherter Energie beizubehalten. Gleiches gilt auch bei Schwachwind, der auf diese Weise optimal genutzt werden kann, was beispielsweise dadurch ermöglicht wird, dass die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 stoßweise dem Schwachwind angepasst genutzt werden kann.
Die vorbeschriebene Möglichkeit des Einsatzes eines Geräts zur Gewinnung und Weiterleitung von Sonnenenergie 125 sowie eines Geräts zum Speichern von und Versorgung mit elektrischer Energie 127 ist zwar nur im Zusammenhang mit dem Ausführungsbeispiel der Figur 1 erwähnt. Sie gilt jedoch sämtliche der erwähnten Ausführungsbeispiele gern. Fig. 2 bis 27b; insoweit wurde lediglich aufgrund einer Überfrachtung der zeichnerischen Darstellungen von einer graphischen Repetition abgesehen.
Die nähere Erläuterung der erfindungsgemäßen Ausgestaltung der Einrichtung, wonach ein Zusammenwirken zwischen der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, beispielsweise des Wandlerrads 50, (in der Ausformung mit einer nicht-drehenden Formscheibe 51c) mit wenigstens einer Medienzuleitung und einer Regelklappe vorgesehen ist, erfolgt nunmehr nachfolgend anhand der dazugehörigen Ausführungsbeispiele in den Figuren 2 bis 27b. Ausführungsbeispiel 1 :
Das Ausführungsbeispiel in den Fig. 2, 3, 3a, 3b und 3c zeigt in Verbindung mit Fig. 1 in perspektivischen Darstellungen eine Einrichtung 1 mit Regelklappen „aussen beschleunigend", d.h. Regelklappen und Medienzuleitungen aussen am Einströmkanal des Einlaufkorpus, d.h. die Medienzuleitungen zeigen in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks. Der bevorzugte Einsatz der Anordnung "aussen beschleunigend" ist bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten und bei starken Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeiten.
Die Einrichtung 1 weist ein Gesamt-Profilteil 112 mit seinen Profilteilen 113 und 114 auf.
Der optionale Zufuhrkanal 100 ist im Inneren des Profilteils 113 angeordnet und seine räumlich geometrische Lage in Fig. 1, Ansicht „Z", strichliniert dargestellt. Seine Ausgestaltung und Wirkweise wurde oben im einleitenden Teil der Figurenbeschreibung erläutert, so dass hierauf verwiesen wird.
In diesem Ausführungsbeispiel sind auf der Aussenummantelung des Profilteils 113 vier äussere Einströmhutzen 113a in gleichem Abstand zueinander angeordnet, Fig. 1, 3, 3a. Sie decken eine Materialaussparung in der Aussenummantelung 113 ab, Fig. 3b, die das in Strömungsrichtung 110 gesehen jeweils vordere Endstück von ebenfalls vier Medienzuleitungen 53, aufweisend je einen Einlauf 53e in die Medienzuleitung und je eine Regelklappe 53f, aufnehmen. Die Medienzuleitungen sind weiterführend innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet; es ist dabei darauf hinzuweisen, dass die Einströmhutzen 113a optional sind, d.h. dass die Medienzuleitungen 53 in diesem Ausführungsbeispiel ohne Einströmhutzen 113a das Medium unmittelbar durch die stirnseitige Öffnung 101, Fig. lb, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 aufnehmen.
Die vier Medienzuleitungen 53 führen an ihrem in Strömungsrichtung 110 gesehen hinteren Ende jeweils zur nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Die Medienzuleitungen 53 zur nicht-drehenden Formscheibe 51c sind in Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks aussen angeordnet und haben eine beschleunigende Wirkung auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; sie sind deshalb zur Abgrenzung weiterer Medienzuleitungen spezifisch mit der Bezugsziffer 53a versehen, Fig. 2, Fig. 3b.
Über die zur Strömungsrichtung 110 des betreffenden Mediums, z.B. Wind 105, ausgerichteten Öffnungen der Einströmhutzen 113a strömt das Medium, den Einlauf 53e und die Regelklappen 53f passierend, in die vier Medienzuleitungen 53 hin zu der nicht- drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, Fig. 3b.
Die Medienzuleitungen 53 sind in einem äusseren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Äusserer" Bereich bzw. synonym „aussen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53 zwischen der Innenwand des Einlaufkorpus 113 und der Aussenwand des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe, dass die Medienzuleitungen 53 soweit hin zur Innenwand des Einlaufkorpus 113 angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet zentraleren, mithin „inneren” Bereich bzw. synonym „innen” jedenfalls zumindest eine (weitere) Medienzuleitung 53b, 53d derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitungen 53 in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen.
Die Anordnung der äusseren Medienzuleitungen 53 „in Drehrichtung" ist aus Fig. 3b ersichtlich. Das an die nicht-drehende Formscheibe 51c heranreichende Ende der Medienzuleitung 53a ist so ausgerichtet, dass es in die mittels des Pfeils 50a kenntlich gemachte Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt. Das durch die Medienzuleitung 53a strömende Medium tritt also in einer Weise auf das Wandlerrad, dass dessen Drehung dadurch unterstützt wird, also die Drehzahl erhöht wird. Somit wird eine Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung 53a hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht.
Fig. 3b zeigt somit das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus 113 abgewandte Ende der wenigstens einen Medienzuleitung 53a in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; dies ist die Position der Medienzuleitung, die zu einer Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in deren Drehrichtung zugeführt wird.
Das Medium tritt dabei durch die in Fig. 3c gezeigten vier Durchlässe 51d in der nichtdrehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Es erreicht hiermit die in Fig. 3b gezeigten Kanäle 48, die zwischen der drehbaren Kreisscheibe 51a und der nicht-drehenden Formscheibe 51c angeordnet sind und wird in oben ausführlich erläuterter Weise über die Leitbleche 44 nach aussen geleitet. Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden weiterhin - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen 53 strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossenstellung („zu") der Regelklappen 53f beeinflusst, die in Fig. 2 und Fig. 3b gezeigt sind.
Regelklappen „auf' bedeutet einen höheren Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl und damit mehr Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bedeutet weniger Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum weniger Drehmoment mit niedriger Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment des Turbinenrads 80. Die Regelklappen 53f in der Stellung „auf' führen zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen 53f in der Stellung „zu" bewirken eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Das Wandlerrad hat, wie aus Fig. 3a ersichtlich, einen größeren Durchmesser als das Turbinenrad 80. Letzteres ist in bekannter Weise - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im Anschluss an ein Formteil 90 angeordnet, durch das der Volumenstrom 40 des Mediums auch im Rahmen der Erfindung so umgelenkt wird, dass auf die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 ein optimaler Druck ausgeübt wird (nicht gezeigt). Das Turbinenrad 80 sowie das Formteil 90 sind - in Strömungsrichtung 110 gesehen - am hinteren Ende des Zufuhrkanals 100 von diesem umrahmt, wenn ein solcher vorgesehen ist. Andernfalls sind sie im Inneren des Profilteils 113 - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im ringförmigen Zentrum 47 der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks fixiert, Fig. 3a.
Ausführungsbeispiel 2:
Das Ausführungsbeispiel in Fig. 4 (in Verbindung mit Fig. 1) und Fig. 5, Fig. 6, Fig. 6a - c: zeigt in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform der Einrichtung 1 mit Regelklappen „aussen bremsend", d.h. die Regelklappen und die Medienzuleitungen sind aussen am Einströmkanal des Einlaufkorpus angeordnet, d.h. die Medienzuleitungen zeigen gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks. Der bevorzugte Einsatz der Anordnung "aussen bremsend" ist bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten und bei starken Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeiten. Die Einrichtung 1 weist ein Gesamt-Profilteil 112 mit seinen Profilteilen 113 (Einlaufkorpus) und 114 auf.
Der optionale Zufuhrkanal 100 ist im Inneren des Profilteils 113 angeordnet und seine räumlich geometrische Lage in Fig. 1 strichliniert dargestellt. Seine Ausgestaltung und Wirkweise wurde oben im einleitenden Teil der Figurenbeschreibung erläutert, so dass hierauf verwiesen wird.
In diesem Ausführungsbeispiel sind auf der Aussenummantelung des Einlaufkorpus 113 vier äussere Einströmhutzen 113a in gleichem Abstand zueinander angeordnet, Fig. 1, 4, 6a. Sie decken eine Materialaussparung in der Aussenummantelung 113 ab, Fig. 6b, die das in Strömungsrichtung 110 gesehen jeweils vordere Endstück von ebenfalls vier Medienzuleitungen 53, aufweisend je einen Einlauf 53e in die Medienzuleitung und je eine Regelklappe 53f, aufnehmen. Die Medienzuleitungen sind weiterführend innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet; es ist dabei darauf hinzuweisen, dass die Einströmhutzen 113a optional sind, d.h. dass die Medienzuleitungen 53 in diesem Ausführungsbeispiel ohne Einströmhutzen 113a das Medium unmittelbar durch die stirnseitige Öffnung 101, Fig. 1b, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 aufnehmen.
Die vier Medienzuleitungen 53 führen an ihrem in Strömungsrichtung 110 gesehen hinteren Ende jeweils zur nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Die Medienzuleitungen 53 zur nicht-drehenden Formscheibe 51c sind gegen die Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks aussen angeordnet und haben eine bremsende Wirkung auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; sie sind deshalb zur Abgrenzung weiterer Medienzuleitungen spezifisch mit der Bezugsziffer 53c versehen, Fig. 5, Fig. 6b.
Über die zur Strömungsrichtung 110 des betreffenden Mediums, z.B. Wind 105, ausgerichteten Öffnungen der Einströmhutzen 113a strömt das Medium, den Einlauf 53e und die Regelklappen 53f passierend, in die vier Medienzuleitungen 53 hin zu der nichtdrehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, Fig. 5, Fig.6b.
Die Medienzuleitungen 53 sind in einem äusseren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Äusserer" Bereich bzw. synonym „aussen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53 zwischen der Innenwand des Einlaufkorpus 113 und der Aussenwand des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe, dass die Medienzuleitungen 53 soweit hin zur Innenwand des Einlaufkorpus 113 angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet zentraleren, mithin „inneren" Bereich bzw. synonym „innen" jedenfalls zumindest eine (weitere) Medienzuleitung 53b, 53d derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitungen 53 gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen.
Die Anordnung der äusseren Medienzuleitungen 53 „gegen die Drehrichtung" ist aus Fig. 5 und Fig. 6b ersichtlich. Das an die nicht-drehende Formscheibe 51c heranreichende Ende der Medienzuleitung 53c ist so ausgerichtet, dass es gegen die mittels des Pfeils 50a kenntlich gemachte Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 zeigt. Das durch die Medienzuleitung 53c strömende Medium tritt also in einer Weise auf das Wandlerrad, dass dessen Drehung dadurch reduziert wird, also die Drehzahl gebremst wird. „Gegen die Drehrichtung" ist eine Anordnung, in der eine Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht wird. Somit wird eine Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung 53c hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht.
Fig. 5 und Fig. 6b zeigen somit das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus 113 abgewandte Ende der wenigstens einen Medienzuleitung 53c gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; dies ist die Position der Medienzuleitung, die zu einer Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks gegen deren Drehrichtung zugeführt wird.
Das Medium tritt dabei durch die in Fig. 6c gezeigten vier Durchlässe 51f in der nichtdrehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Es erreicht hiermit die in Fig. 6b gezeigten Kanäle 48, die zwischen der drehbaren Kreisscheibe 51a und der nicht-drehenden Formscheibe 51c angeordnet sind und wird in oben ausführlich erläuterter Weise über die Leitbleche 44 nach aussen geleitet.
Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden weiterhin - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen 53 strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossenstellung („zu") der Regelklappen 53f beeinflusst, die in Fig. 5 und Fig. 6b gezeigt sind.
Regelklappen „auf" bedeutet, dass das Wandlerrad gebremst wird, was wiederum weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bedeutet einen normalen Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum normales Drehmoment mit entsprechender Drehzahl und damit normale Leistung bedeutet.
Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment des Turbinenrads 80. Die Regelklappen 53f in der Stellung „zu" führen zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen 53f in der Stellung „auf' bewirken eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Das Wandlerrad hat, wie aus Fig. 6a ersichtlich, einen größeren Durchmesser als das Turbinenrad 80. Letzteres ist in bekannter Weise - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im Anschluss an ein Formteil 90 angeordnet, durch das der Volumenstrom 40 des Mediums auch im Rahmen der Erfindung so umgelenkt wird, dass auf die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 ein optimaler Druck ausgeübt wird (nicht gezeigt). Das Turbinenrad 80 sowie das Formteil 90 sind - in Strömungsrichtung 110 gesehen - am hinteren Ende des Zufuhrkanals 100 von diesem umrahmt, wenn ein solcher vorgesehen ist. Andernfalls sind sie im Inneren des Profilteils 113 - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im ringförmigen Zentrum 47 der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks fixiert, Fig. 6a.
Ausführungsbeispiel 3 :
Das Ausführungsbeispiel in den Fig. 7 (in Verbindung mit Fig. 1), Fig. 8, 9, 9a, 9b und 9c zeigt in perspektivischen Darstellungen eine Einrichtung 1 mit Regelklappen „innen beschleunigend", d.h. Regelklappen und Medienzuleitungen sind innen am Einströmkanal des Einlaufkorpus angeordnet, d.h. die Medienzuleitungen zeigen in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks. Der bevorzugte Einsatz der Anordnung "innen beschleunigend" ist bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten und bei starken Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeiten.
Die Einrichtung 1 weist ein Gesamt-Profilteil 112 mit seinen Profilteilen 113 und 114 auf. Der optionale Zufuhrkanal 100 ist im Inneren des Profilteils 113 angeordnet und seine räumlich geometrische Lage in Fig. 1 strichliniert dargestellt. Seine Ausgestaltung und Wirkweise wurde oben im einleitenden Teil der Figurenbeschreibung erläutert, so dass hierauf verwiesen wird.
In diesem Ausführungsbeispiel nimmt der Einlaufkorpus 113 vier Medienzuleitungen 53 auf, die je mit einer Blende 113b versehen sind, und vor dem Einlauf 53e (nicht gezeigt) und der Medienzuleitung angebracht sind. Nach der Blende befinden sich je eine Regelklappe 53f, die am Anfang der Medienleitungen 53 aufgenommen werden. Die Blende dient bei geschlossener Medienzuleitung für eine bessere Einströmung zur Turbine. Die Medienzuleitungen sind weiterführend innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet; es ist dabei darauf hinzuweisen, dass die Medienzuleitungen 53 in diesem Ausführungsbeispiel ohne Einströmhutzen 113a das Medium unmittelbar durch die stirnseitige Öffnung 101, Fig. 1b, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 aufnehmen.
Die vier Medienzuleitungen 53, von denen eine gezeigt ist, führen an ihrem in Strömungsrichtung 110 gesehen hinteren Ende jeweils zur nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Die Medienzuleitungen 53 zur nicht-drehenden Formscheibe 51c sind in Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks innen angeordnet, ohne dass sie - wie im Ausführungsbeispiel nach Fig. 2 und Fig. 3 - über äussere Einstromhutzen in den Innenraum des Einlaufkorpus 113 zugeführt werden; sie haben eine beschleunigende Wirkung auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; sie sind deshalb zur Abgrenzung weiterer Medienzuleitungen spezifisch mit der Bezugsziffer 53b versehen, Fig. 8, Fig. 9b.
Über die zur Strömungsrichtung 110 des betreffenden Mediums, z.B. Wind 105, ausgerichtete Öffnung 101 (vgl. Fig. lb) des Einlaufkorpus 113 strömt das Medium bei offener Blende 113b den Einlauf 53e und die Regelklappen 53f passierend, in die vier Medienzuleitungen 53 hin zu der nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, Fig. 8 und Fig. 9b.
Die Medienzuleitungen 53 sind in einem inneren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Innerer" Bereich bzw. synonym „innen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53 innerhalb des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe entweder, dass die Medienzuleitungen 53 soweit von der Innenwand des Einlaufkorpus 113 entfernt derart angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet ausser-zentralen, mithin „äusseren" Bereich bzw. synonym „aussen" jedenfalls zumindest eine (weitere) Medienzuleitung 53a, 53c derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitungen 53 in oder gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen; oder aber sie bedeuten, dass der Einlaufkorpus 113 nicht über Einströmhutzen 113a verfügt, das Medium also nicht über diese in die Medienzuleitungen strömt; letzteres ist in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt.
Die Anordnung der inneren Medienzuleitungen 53 „in Drehrichtung" ist aus Fig. 9b ersichtlich. Das an die nicht-drehende Formscheibe 51c heranreichende Ende der Medienzuleitung 53b ist so ausgerichtet, dass es in die mittels des Pfeils 50a kenntlich gemachte Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt. Das durch die Medienzuleitung 53b strömende Medium tritt also in einer Weise auf das Wandlerrad, dass dessen Drehung dadurch unterstützt wird, also die Drehzahl erhöht wird. Somit wird eine Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung 53b hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht.
Fig. 9b zeigt somit das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus 113 abgewandte Ende der Medienzuleitungen 53b in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; dies ist die Position der Medienzuleitung, die zu einer Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in deren Drehrichtung zugeführt wird.
Das Medium tritt dabei durch die in Fig. 9a, 9c gezeigten vier Durchlässe 51e in der nichtdrehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Es erreicht hiermit die in Fig. 9b gezeigten Kanäle 48, die zwischen der drehbaren Kreisscheibe 51a und der nicht-drehenden Formscheibe 51c angeordnet sind und wird in oben ausführlich erläuterter Weise über die Leitbleche 44 nach aussen geleitet.
Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden weiterhin - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen 53 strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossenstellung („zu") der Regelklappen 53f beeinflusst, die in Fig. 8 und Fig. 9b gezeigt sind.
Regelklappen „auf' bedeutet einen höheren Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl und damit mehr Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bedeutet weniger Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum weniger Drehmoment mit niedriger Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment des Turbinenrads 80. Die Regelklappen 53f in der Stellung „auf" führen zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen 53f in der Stellung „zu" bewirken eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Das Wandlerrad hat, wie aus Fig. 9a ersichtlich, einen größeren Durchmesser als das Turbinenrad 80. Letzteres ist in bekannter Weise - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im Anschluss an ein Formteil 90 angeordnet, durch das der Volumenstrom 40 des Mediums auch im Rahmen der Erfindung so umgelenkt wird, dass auf die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 ein optimaler Druck ausgeübt wird (nicht gezeigt). Das Turbinenrad 80 sowie das Formteil 90 sind - in Strömungsrichtung 110 gesehen - am hinteren Ende des Zufuhrkanals 100 von diesem umrahmt, wenn ein solcher vorgesehen ist. Andernfalls sind sie im Inneren des Profilteils 113 - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im ringförmigen Zentrum 47 der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks fixiert, Fig. 9a.
Ausführungsbeispiel 4:
Das Ausführungsbeispiel in den Fig. 10 (in Verbindung mit Fig. 1), Fig. 11, Fig. 12, 12a, 12b und 12c zeigt in perspektivischen Darstellungen eine Einrichtung 1 mit Regelklappen „innen bremsend", d.h. Regelklappen und Medienzuleitungen sind innen am Einströmkanal des Einlaufkorpus angeordnet, d.h. die Medienzuleitungen zeigen gegen Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks. Der bevorzugte Einsatz der Anordnung "innen bremsend" ist bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten und bei starken Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeiten.
Die Einrichtung 1 weist ein Gesamt-Profilteil 112 mit seinen Profilteilen 113 und 114 auf.
Der optionale Zufuhrkanal 100 ist im Inneren des Profilteils 113 angeordnet und seine räumlich geometrische Lage in Fig. 1 strichliniert dargestellt. Seine Ausgestaltung und Wirkweise wurde oben im einleitenden Teil der Figurenbeschreibung erläutert, so dass hierauf verwiesen wird. In diesem Ausführungsbeispiel nimmt der Einlaufkorpus 113 vier Medienzuleitungen 53 auf, die je mit einer Blende 113b versehen sind und vor dem Einlauf 53e (nicht gezeigt) und der Medienzuleitung angebracht sind. Nach der Blende befinden sich je eine Regelklappe 53f, die am Anfang der Medienleitungen 53 aufgenommen werden. Die Medienzuleitungen sind weiterführend innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet; es ist dabei darauf hinzuweisen, dass die Medienzuleitungen 53 in diesem Ausführungsbeispiel ohne Einströmhutzen 113a das Medium unmittelbar durch die stirnseitige Öffnung 101, Fig. 1b, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 aufnehmen.
Die vier Medienzuleitungen 53, von denen eine gezeigt ist, führen an ihrem in Strömungsrichtung 110 gesehen hinteren Ende jeweils zur nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Die Medienzuleitungen 53 zur nicht-drehenden Formscheibe 51c sind gegen die Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks innen angeordnet; sie haben eine bremsende Wirkung auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; sie sind deshalb zur Abgrenzung weiterer Medienzuleitungen spezifisch mit der Bezugsziffer 53d versehen, Fig. 11, Fig. 12b.
Über die zur Strömungsrichtung 110 des betreffenden Mediums, z.B. Wind 105, ausgerichtete Öffnung 101 (vgl . Fig. lb) des Einlaufkorpus 113 strömt das Medium bei offener Blende 113b den Einlauf 53e und die Regelklappen 53f passierend, in die vier Medienzuleitungen 53 hin zu der nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, Fig. 11, Fig. 12b.
Die Medienzuleitungen 53 sind in einem inneren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Innerer" Bereich bzw. synonym „innen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53 innerhalb des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe entweder, dass die Medienzuleitungen 53 soweit von der Innenwand des Einlaufkorpus 113 entfernt derart angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet ausser-zentralen, mithin „äusseren" Bereich bzw. synonym „aussen" jedenfalls zumindest eine (weitere) Medienzuleitung 53a, 53c derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitungen 53 in oder gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen; oder aber sie bedeuten, dass der Einlaufkorpus 113 nicht über Einströmhutzen 113a verfügt, das Medium also nicht über diese in die Medienzuleitungen strömt; letzteres ist in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt. Die Anordnung der inneren Medienzuleitungen 53 „gegen die Drehrichtung" ist aus Fig. 11, Fig. 12b ersichtlich. Das an die nicht-drehende Formscheibe 51c heranreichende Ende der Medienzuleitung 53d ist so ausgerichtet, dass es gegen die mittels des Pfeils 50a kenntlich gemachte Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt. Das durch die Medienzuleitung 53d strömende Medium tritt also in einer Weise auf das Wandlerrad, dass dessen Drehung dadurch gebremst wird, also die Drehzahl reduziert wird. Somit wird eine Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung 53d hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht.
Fig. 11, Fig. 12b zeigen somit das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus 113 abgewandte Ende der Medienzuleitungen 53d gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; dies ist die Position der Medienzuleitung, die zu einer Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks gegen deren Drehrichtung zugeführt wird.
Das Medium tritt dabei durch die in Fig. 12a, 12c gezeigten vier Durchlässe 51g in der nichtdrehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Es erreicht hiermit die in Fig. 12b gezeigten Kanäle 48, die zwischen der drehbaren Kreisscheibe 51a und der nicht-drehenden Formscheibe 51c angeordnet sind und wird in oben ausführlich erläuterter Weise über die Leitbleche 44 nach aussen geleitet.
Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden weiterhin - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen 53 strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossenstellung („zu") der Regelklappen 53f beeinflusst, die in Fig. 11 und Fig. 12b gezeigt sind.
Regelklappen „auf' bedeutet einen geringeren Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bedeutet normaler Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum normales Drehmoment mit normalem Drehzahl und damit normaler Leistung bedeutet.
Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment des Turbinenrads 80. Die Regelklappen 53f in der Stellung „auf' führen zu einer Druckreduzierung am Turbinenrad, d.h. weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit weniger Leistung verbunden ist; die Regelklappen 53f in der Stellung „zu" bewirken eine Druckerhöhung am Turbinenrad, was erhöhtes Drehmoment mit höherer Drehzahl und damit mehr Leistung bedeutet.
Das Wandlerrad hat, wie aus Fig. 12a ersichtlich, einen größeren Durchmesser als das Turbinenrad 80. Letzteres ist in bekannter Weise - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im Anschluss an ein Formteil 90 angeordnet, durch das der Volumenstrom 40 des Mediums auch im Rahmen der Erfindung so umgelenkt wird, dass auf die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 ein optimaler Druck ausgeübt wird (nicht gezeigt). Das Turbinenrad 80 sowie das Formteil 90 sind - in Strömungsrichtung 110 gesehen - am hinteren Ende des Zufuhrkanals 100 von diesem umrahmt, wenn ein solcher vorgesehen ist. Andernfalls sind sie im Inneren des Profilteils 113 - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im ringförmigen Zentrum 47 der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks fixiert, Fig. 12a, 12b.
Ausführungsbeispiel 5:
Das Ausführungsbeispiel in den Fig. 13 (in Verbindung mit Fig. 1), Fig. 14, Fig. 15, 15a, 15b und 15c zeigt in perspektivischen Darstellungen eine Einrichtung 1 mit Regelklappen „aussen und innen beschleunigend", d.h. die Regelklappen und Medienzuleitungen sind aussen und innen am Einströmkanal des Einlaufkorpus angeordnet, d.h. die Medienzuleitungen zeigen in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks. Der bevorzugte Einsatz der Anordnung "aussen und innen beschleunigend" ist bei niedrigen Strömungsgeschwindigkeiten und bei starken Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeiten.
Die Einrichtung 1 weist ein Gesamt-Profilteil 112 mit seinen Profilteilen 113 und 114 auf.
Der optionale Zufuhrkanal 100 ist im Inneren des Profilteils 113 angeordnet und seine räumlich geometrische Lage in Fig. 1 strichliniert dargestellt. Seine Ausgestaltung und Wirkweise wurde oben im einleitenden Teil der Figurenbeschreibung erläutert, so dass hierauf verwiesen wird.
In diesem Ausführungsbeispiel sind auf der Aussenummantelung des Profilteils 113 vier äussere Einströmhutzen 113a in gleichem Abstand zueinander angeordnet, Fig. 1, Fig. 13, Fig. 15a. Sie decken eine Materialaussparung in der Aussenummantelung 113 ab, Fig. 15b, die das in Strömungsrichtung 110 gesehen jeweils vordere Endstück von ebenfalls vier äusseren Medienzuleitungen 53a, aufweisend je einen Einlauf 53e in die Medienzuleitung und je eine Regelklappe 53f, aufnehmen. Die Medienzuleitungen sind weiterführend innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet; es ist dabei darauf hinzuweisen, dass die Einströmhutzen 113a optional sind, d.h. die Medienzuleitungen 53a könnten auch in diesem Ausführungsbeispiel ohne Einströmhutzen 113a das Medium unmittelbar durch die stirnseitige Öffnung 101, Fig. 1b, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 aufnehmen. Hinzu kommen in diesem Ausführungsbeispiel vier weitere innere Medienzuleitungen 53b, die je mit einer Blende 113b versehen sind, aufweisend je einen Einlauf 53e in die Medienzuleitung und je eine Regelklappe 53f. Die Medienzuleitungen 53b nehmen das Medium unmittelbar durch die stirnseitige Öffnung 101, Fig. 1b, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 auf.
Die acht Medienzuleitungen 53, 53a, 53b führen an ihrem in Strömungsrichtung 110 gesehen hinteren Ende jeweils zur nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Die Medienzuleitungen 53, 53a, 53b zur nichtdrehenden Formscheibe 51c sind in Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks aussen und innen angeordnet und haben eine beschleunigende Wirkung auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; sie sind deshalb zur Abgrenzung weiterer Medienzuleitungen spezifisch mit der Bezugsziffer 53a für die sog. äussere Medienzuleitung und mit der Bezugsziffer 53b für die sog. innere Medienzuleitung versehen, Fig. 14, Fig. 15b.
Über die zur Strömungsrichtung 110 des betreffenden Mediums, z.B. Wind 105, ausgerichteten Öffnungen der Einströmhutzen 113a strömt das Medium, den Einlauf 53e und die Regelklappen 53f passierend, in die vier äusseren Medienzuleitungen 53a hin zu der nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, Fig. 15b.
Die vier Medienzuleitungen 53a sind in einem äusseren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Äusserer" Bereich bzw. synonym „aussen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53a zwischen der Innenwand des Einiaufkorpus 113 und der Aussenwand des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe entweder, dass die Medienzuleitungen 53a soweit hin zur Innenwand des Einlaufkorpus 113 angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet zentraleren, mithin „inneren" Bereich bzw. synonym „innen" jedenfalls zumindest eine (weitere) Medienzuleitung 53b derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitungen 53 in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen; oder aber die Begriffe bedeuten, dass der Einlaufkorpus 113 über Einströmhutzen 113a verfügt, das Medium also über diese in die Medienzuleitungen strömt; letzteres ist in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, Fig. 15a, 15b. Die weiteren vier Medienzuleitungen 53b sind in einem inneren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Innerer" Bereich bzw. synonym „innen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53b innerhalb des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe entweder, dass die Medienzuleitungen 53 soweit von der Innenwand des Einlaufkorpus 113 entfernt derart angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet ausser-zentralen, mithin „äusseren" Bereich bzw. synonym „aussen" jedenfalls zumindest eine (weitere) Medienzuleitung 53a derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitungen 53 in die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen; oder aber sie bedeuten, dass die Medienzuleitungen 53b die Strömung des Mediums nicht über Einströmhutzen 113a des Einlaufkorpus 113 erhalten, das Medium also nicht über diese Einströmhutzen 113a in die Medienzuleitungen strömt; letzteres ist in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, Fig. 15a, 15b.
Die Anordnung der äusseren und inneren Medienzuleitungen 53a, 53b „in Drehrichtung" ist aus Fig. 14, Fig. 15b ersichtlich. Das an die nicht-drehende Formscheibe 51c heranreichende Ende der Medienzuleitung 53a, 53b ist so ausgerichtet, dass es in die mittels des Pfeils 50a kenntlich gemachte Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt. Das durch die Medienzuleitung 53a, 53b strömende Medium trifft also in einer Weise auf das Wandlerrad, dass dessen Drehung dadurch unterstützt wird, also die Drehzahl erhöht wird. Somit wird eine Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung 53a, 53b hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht.
Fig. 14, Fig. 15b zeigen somit das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus 113 und der Blende 113b abgewandte Ende der wenigstens einen Medienzuleitung 53a, 53b in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; dies ist die Position der Medienzuleitung, die zu einer Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks in deren Drehrichtung zugeführt wird.
Das Medium tritt dabei durch die in Fig. 15c gezeigten vier Durchlässe 51d (für die sog. äusseren Medienzuleitungen 53a) und vier weitere Durchlässe 51e (für die sog. inneren Medienzuleitungen 53b) in der nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Es erreicht hiermit die in Fig. 15b gezeigten Kanäle 48, die zwischen der drehbaren Kreisscheibe 51a und der nicht-drehenden Formscheibe 51c angeordnet sind und wird in oben ausführlich erläuterter Weise über die Leitbleche 44 nach aussen geleitet.
Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden weiterhin - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen 53 strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossenstellung („zu") der Regelklappen 53f beeinflusst, die in Fig. 14, Fig. 15b und Fig.15b gezeigt sind. Es bedarf keiner Hervorhebung, dass jede Medienzuleitung separat regelbar ist.
Regelklappen „auf' bedeutet einen höheren Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl und damit mehr Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bedeutet weniger Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum weniger Drehmoment mit niedriger Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment des Turbinenrads 80. Die Regelklappen 53f in der Stellung „auf' führen zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen 53f in der Stellung „zu" bewirken eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Das Wandlerrad hat, wie aus Fig. 3a ersichtlich, einen größeren Durchmesser als das Turbinenrad 80. Letzteres ist in bekannter Weise - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im Anschluss an ein Formteil 90 angeordnet, durch das der Volumenstrom 40 des Mediums auch im Rahmen der Erfindung so umgelenkt wird, dass auf die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 ein optimaler Druck ausgeübt wird (nicht gezeigt). Das Turbinenrad 80 sowie das Formteil 90 sind - in Strömungsrichtung 110 gesehen - am hinteren Ende des Zufuhrkanals 100 von diesem umrahmt, wenn ein solcher vorgesehen ist. Andernfalls sind sie im Inneren des Profilteils 113 - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im ringförmigen Zentrum 47 der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks fixiert, Fig. 15a.
Ausführungsbeispiel 6:
Das Ausführungsbeispiel in den Fig. 16 (in Verbindung mit Fig. 1), Fig. 17, Fig. 18, 18a, 18b und 18c zeigt in perspektivischen Darstellungen eine Einrichtung 1 mit Regelklappen „aussen und innen bremsend", d.h. die Regelklappen und Medienzuleitungen sind aussen und innen am Einströmkanal des Einlaufkorpus angeordnet, d.h. die Medienzuleitungen zeigen gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks. Der bevorzugte Einsatz der Anordnung "aussen und innen bremsend" ist bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten und bei starken Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeiten.
Die Einrichtung 1 weist ein Gesamt-Profilteil 112 mit seinen Profilteilen 113 (Einlaufkorpus) und 114 auf.
Der optionale Zufuhrkanal 100 ist im Inneren des Profilteils 113 angeordnet und seine räumlich geometrische Lage in Fig. 1 strichliniert dargestellt. Seine Ausgestaltung und Wirkweise wurde oben im einleitenden Teil der Figurenbeschreibung erläutert, so dass hierauf verwiesen wird.
In diesem Ausführungsbeispiel sind auf der Aussenummantelung des Einlaufkorpus 113 vier äussere Einströmhutzen 113a in gleichem Abstand zueinander angeordnet, Fig. 1, Fig. 16, Fig. 18a. Sie decken eine Materialaussparung in der Aussenummantelung 113 ab, Fig. 18b, die das in Strömungsrichtung 110 gesehen jeweils vordere Endstück von ebenfalls vier äusseren Medienzuleitungen 53c, aufweisend je einen Einlauf 53e in die Medienzuleitung und je eine Regelklappe 53f, aufnehmen. Die Medienzuleitungen sind weiterführend innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet; es ist dabei darauf hinzuweisen, dass die Einströmhutzen 113a optional sind, d.h. dass die Medienzuleitungen 53c in diesem Ausführungsbeispiel ohne Einströmhutzen 113a das Medium unmittelbar durch die stirnseitige Öffnung 101, Fig. 1b, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 aufnehmen. Hinzu kommen in diesem Ausführungsbeispiel vier weitere innere Medienzuleitungen 53d, die je mit einer Blende 113b versehen sind, aufweisend je einen Einlauf 53e in die Medienzuleitung und je eine Regelklappe 53f. Die Medienzuleitungen 53d nehmen die das Medium unmittelbar über die stirnseitige Öffnung 101, Fig. 1b, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 auf.
Die acht Medienzuleitungen 53, 53c, 53d führen an ihrem in Strömungsrichtung 110 gesehen hinteren Ende jeweils zur nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Die Medienzuleitungen 53, 53c, 53d zur nichtdrehenden Formscheibe 51c sind gegen die Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks aussen und innen angeordnet und haben eine bremsende Wirkung auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; sie sind deshalb zur Abgrenzung weiterer Medienzuleitungen spezifisch mit der Bezugsziffer 53c für die sog. äussere Medienzuleitung und mit der Bezugsziffer 53d für die sog. innere Medienzuleitung versehen, Fig. 17, Fig. 18b. Über die zur Strömungsrichtung 110 des betreffenden Mediums, z.B. Wind 105, ausgerichteten Öffnungen der Einströmhutzen 113a strömt das Medium, den Einlauf 53e und die Regelklappen 53f passierend, in die vier äusseren Medienzuleitungen 53c hin zu der nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, Fig. 18b, 18c.
Die vier Medienzuleitungen 53c sind in einem äusseren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Äusserer" Bereich bzw. synonym „aussen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53c zwischen der Innenwand des Einlaufkorpus 113 und der Aussenwand des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe entweder, dass die Medienzuleitungen 53c soweit hin zur Innenwand des Einlaufkorpus 113 angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet zentraleren, mithin „inneren" Bereich bzw. synonym „innen” jedenfalls zumindest eine (weitere) Medienzuleitung 53d derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitungen 53 gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen; oder aber die Begriffe bedeuten, dass der Einlaufkorpus 113 über Einströmhutzen 113a verfügt, das Medium also über diese in die Medienzuleitungen strömt; letzteres ist in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, Fig. 18a, 18b.
Die weiteren vier Medienzuleitungen 53d sind in einem inneren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Innerer” Bereich bzw. synonym „innen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53d innerhalb des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe entweder, dass die Medienzuleitungen 53d soweit von der Innenwand des Einlaufkorpus 113 entfernt derart angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet ausser-zentralen, mithin „äusseren" Bereich bzw. synonym „aussen" jedenfalls zumindest eine (weitere) Medienzuleitung 53c derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitungen 53 in die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen; oder aber sie bedeuten, dass die Medienzuleitungen 53d die Strömung des Mediums nicht über Einströmhutzen 113a des Einlaufkorpus 113 erhalten, das Medium also nicht über diese Einströmhutzen 113a in die Medienzuleitungen strömt; letzteres ist in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, Fig. 18a, 18b. Die Anordnung der äusseren und inneren Medienzuleitungen 53c, 53d „gegen die Drehrichtung'' ist aus Fig. 17, Fig. 18b, 18c ersichtlich. Das an die nicht-drehende Formscheibe 51c heranreichende Ende der Medienzuleitung 53c, 53d ist so ausgerichtet, dass es gegen die mittels des Pfeils 50a kenntlich gemachte Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt. Das durch die Medienzuleitung 53c, 53d strömende Medium trifft also in einer Weise auf das Wandlerrad, dass dessen Drehung dadurch reduziert wird, also die Drehzahl niedriger wird. Somit wird eine Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung 53c, 53d hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht.
Fig. 17, Fig. 18b zeigen somit das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus 113 und der Blende 113b abgewandte Ende der wenigstens einen Medienzuleitung 53c, 53d gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; dies ist die Position der Medienzuleitung, die zu einer Reduzierung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks gegen deren Drehrichtung zugeführt wird.
Das Medium tritt dabei durch die in Fig. 18c gezeigten vier Durchlässe 51f (für die sog. äusseren Medienzuleitungen 53c) und vier weitere Durchlässe 51g (für die sog. inneren Medienzuleitungen 53d) in der nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Es erreicht hiermit die in Fig. 18b gezeigten Kanäle 48, die zwischen der drehbaren Kreisscheibe 51a und der nicht-drehenden Formscheibe 51c angeordnet sind und wird in oben ausführlich erläuterter Weise über die Leitbleche 44 nach aussen geleitet.
Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden weiterhin - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen 53 strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossenstellung („zu") der Regelklappen 53f beeinflusst, die in Fig. 16 und Fig. 17 gezeigt sind. Es bedarf keiner Hervorhebung, dass jede Medienzuleitung separat regelbar ist.
Regelklappen „auf' bedeutet einen niedrigeren Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bedeutet normaler Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum normales Drehmoment mit normaler Drehzahl und damit normale Leistung bedeutet. Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment des Turbinenrads 80. Die Regelklappen 53f in der Stellung „zu" führen zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen 53f in der Stellung „auf' bewirken eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Das Wandlerrad hat, wie aus Fig. 18a ersichtlich, einen größeren Durchmesser als das Turbinenrad 80. Letzteres ist in bekannter Weise - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im Anschluss an ein Formteil 90 angeordnet, durch das der Volumenstrom 40 des Mediums auch im Rahmen der Erfindung so umgelenkt wird, dass auf die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 ein optimaler Druck ausgeübt wird (nicht gezeigt). Das Turbinenrad 80 sowie das Formteil 90 sind - in Strömungsrichtung 110 gesehen - am hinteren Ende des Zufuhrkanals 100 von diesem umrahmt, wenn ein solcher vorgesehen ist. Andernfalls sind sie im Inneren des Profilteils 113 - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im ringförmigen Zentrum 47 der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks fixiert, Fig. 18a.
Ausführungsbeispiel 7:
Das Ausführungsbeispiel in den Fig. 19 (in Verbindung mit Fig. 1), Fig. 20, Fig. 21, 21a, 21b und 21c zeigt in perspektivischen Darstellungen eine Einrichtung 1 mit Regelklappen „innen beschleunigend und aussen bremsend", d.h. die Regelklappen und Medienzuleitungen sind aussen und innen am Einströmkanal des Einlaufkorpus angeordnet, d.h. die Medienzuleitungen innen zeigen in die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks und die Medienzuleitungen aussen zeigen gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks. Der bevorzugte Einsatz der Anordnung ” innen beschleunigend und aussen bremsend" ist bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten bremsend und bei niedrigeren Strömungsgeschwindigkeiten beschleunigend sowie bei starken Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeiten.
Die Einrichtung 1 weist ein Gesamt-Profilteil 112 mit seinen Profilteilen 113 (Einlaufkorpus) und 114 auf.
Der optionale Zufuhrkanal 100 ist im Inneren des Profilteils 113 angeordnet und seine räumlich geometrische Lage in Fig. 1 strichliniert dargestellt. Seine Ausgestaltung und Wirkweise wurde oben im einleitenden Teil der Figurenbeschreibung erläutert, so dass hierauf verwiesen wird. In diesem Ausführungsbeispiel sind auf der Aussenummantelung des Einlaufkorpus 113 vier äussere Einströmhutzen 113a in gleichem Abstand zueinander angeordnet, Fig. 1, Fig. 19, Fig. 21a. Sie decken eine Materialaussparung in der Aussenummantelung 113 ab, Fig. 21b, die das in Strömungsrichtung 110 gesehen jeweils vordere Endstück von ebenfalls vier äusseren Medienzuleitungen 53c, aufweisend je einen Einlauf 53e in die Medienzuleitung und je eine Regelklappe 53f, aufnehmen. Die Medienzuleitungen sind weiterführend innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet; es ist dabei darauf hinzuweisen, dass die Einströmhutzen 113a optional sind, d.h. dass die Medienzuleitungen 53c in diesem Ausführungsbeispiel ohne Einströmhutzen 113a das Medium unmittelbar durch die stirnseitige Öffnung 101, Fig. 1b, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 aufnehmen. Hinzu kommen in diesem Ausführungsbeispiel vier weitere innere Medienzuleitungen 53b, die je mit einer Blende 113b versehen sind, aufweisend je einen Einlauf 53e in die Medienzuleitung und je eine Regelklappe 53f. Die Medienzuleitungen 53b nehmen die das Medium unmittelbar über die stirnseitige Öffnung 101, Fig. lb, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 auf.
Die acht Medienzuleitungen 53, 53c, 53b führen an ihrem in Strömungsrichtung 110 gesehen hinteren Ende jeweils zur nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Die Medienzuleitungen 53, 53c zur nicht-drehenden Formscheibe 51c sind gegen die Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks aussen angeordnet und haben eine bremsende Wirkung auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; die Medienzuleitungen 53, 53b zur nicht-drehenden Formscheibe 51c sind in Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks innen angeordnet und haben eine beschleunigende Wirkung auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; sie sind deshalb zur Abgrenzung weiterer Medienzuleitungen spezifisch mit der Bezugsziffer 53c für die sog. äussere und bremsende Medienzuleitung und mit der Bezugsziffer 53b für die sog. innere beschleunigende Medienzuleitung versehen, und der Blende 113b Fig. 20, Fig. 21b.
Über die zur Strömungsrichtung 110 des betreffenden Mediums, z.B. Wind 105, ausgerichteten Öffnungen der Einströmhutzen 113a strömt das Medium, den Einlauf 53e und die Regelklappen 53f passierend, in die vier äusseren Medienzuleitungen 53c hin zu der nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, Fig. 20, Fig. 21b.
Die vier Medienzuleitungen 53c sind in einem äusseren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Äusserer" Bereich bzw. synonym „aussen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53c zwischen der Innenwand des Einlaufkorpus 113 und der Aussenwand des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe entweder, dass die Medienzuleitungen 53c soweit hin zur Innenwand des Einlaufkorpus 113 angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet zentraleren, mithin „inneren" Bereich bzw. synonym „innen" jedenfalls zumindest eine (weitere) Medienzuleitung 53b derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitungen 53 in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen; oder aber die Begriffe bedeuten, dass der Einlaufkorpus 113 über Einströmhutzen 113a verfügt, das Medium also über diese in die Medienzuleitungen strömt; letzteres ist in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, Fig. 20, Fig. 21a, 21b.
Die weiteren vier Medienzuleitungen 53b sind in einem inneren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Innerer" Bereich bzw. synonym „innen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53b innerhalb des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe entweder, dass die Medienzuleitungen 53b soweit von der Innenwand des Einlaufkorpus 113 entfernt derart angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet ausser-zentralen, mithin „äusseren" Bereich bzw. synonym „aussen" jedenfalls zumindest eine (weitere) Medienzuleitung 53c derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitung 53c in die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt; oder aber sie bedeuten, dass die wenigstens eine Medienzuleitung 53b die Strömung des Mediums nicht über Einströmhutzen 113a des Einiaufkorpus 113 erhält, das Medium also nicht über diese Einströmhutzen 113a in die Medienzuleitungen strömt; letzteres ist in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, Fig. 20, Fig. 21a, 21b.
Die Anordnung der äusseren Medienzuleitungen 53c „gegen die Drehrichtung" und der inneren Medienzuleitungen 53b „in Drehrichtung” ist aus Fig. 20, Fig. 21b ersichtlich. Das an die nicht-drehende Formscheibe 51c heranreichende Ende der Medienzuleitung 53c ist so ausgerichtet, dass es gegen die mittels des Pfeils 50a kenntlich gemachte Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt. Das durch die Medienzuleitung 53c strömende Medium trifft also in einer Weise auf das Wandlerrad, dass dessen Drehung dadurch reduziert wird, also die Drehzahl niedriger wird. Somit wird eine Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung 53c hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht. Das an die nicht-drehende Formscheibe 51c heranreichende Ende der Medienzuleitung 53b, ist so ausgerichtet, dass es in die mittels des Pfeils 50a kenntlich gemachte Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt. Das durch die Medienzuleitung 53b strömende Medium trifft also in einer Weise auf das Wandlerrad, dass dessen Drehung dadurch beschleunigt wird, also die Drehzahl höher wird. Somit wird eine Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung 53b hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht. Durch geeignete Regel- und Steuerungsmaßnahmen kann je nach den jeweiligen akuten Umgebungsbedingen, z.B. Windverhältnissen, die Einrichtung 1 so gesteuert werden, dass entweder die beschleunigende oder die bremsende Funktion in den Vordergrund tritt.
Fig. 20, Fig. 21b zeigen somit das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus 113 abgewandte Ende der Medienzuleitungen 53c gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; dies ist die Position der Medienzuleitung, die zu einer Reduzierung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks gegen deren Drehrichtung zugeführt wird. Fig. 20, Fig. 21b zeigen weiterhin das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus 113 abgewandte Ende der Medienzuleitungen 53b in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; dies ist die Position der Medienzuleitung, die zu einer Erhöhung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung 53b der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 in Drehrichtung zugeführt wird.
Das Medium tritt dabei durch die in Fig. 21c gezeigten vier Durchlässe 51f (für die sog. äusseren Medienzuleitungen 53c) und vier weitere Durchlässe 51e (für die sog. inneren Medienzuleitungen 53b) in der nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Es erreicht hiermit die in Fig. 21b gezeigten Kanäle 48, die zwischen der drehbaren Kreisscheibe 51a und der nicht-drehenden Formscheibe 51c angeordnet sind und wird in oben ausführlich erläuterter Weise über die Leitbleche 44 nach aussen geleitet.
Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden weiterhin - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen 53 strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossenstellung („zu") der Regelklappen 53f beeinflusst, die in Fig. 20 und Fig.21b gezeigt sind. Es bedarf keiner Hervorhebung, dass jede Medienzuleitung separat regelbar ist. Regelklappen „auf' bei den Medienzuleitungen „innen" 53b in Drehrichtung bedeutet einen höheren Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl und damit mehr Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bei den Medienzuleitungen „innen" in Drehrichtung bedeutet weniger Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum weniger Drehmoment mit niedriger Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks bei den Medienzuleitungen „innen” 53b in Drehrichtung hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment das Turbinenrad 80. Die Regelklappen in der Stellung „auf' führen zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen in der Stellung „zu" bewirken eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Regelklappen „auf' bei den Medienzuleitungen „aussen" 53c gegen die Drehrichtung bedeutet, dass das Wandlerrad gebremst wird, was wiederum weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bei den Medienzuleitungen „aussen" gegen die Drehrichtung bedeutet einen normalen Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum normales Drehmoment mit entsprechender Drehzahl und damit normale Leistung bedeutet.
Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks bei den Medienzuleitungen „aussen" 53c gegen die Drehrichtung hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment das Turbinenrad 80. Die Regelklappen in der Stellung „zu" führt zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen in der Stellung „auf' bewirkt eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Das Wandlerrad hat, wie aus Fig. 21a ersichtlich, einen größeren Durchmesser als das Turbinenrad 80. Letzteres ist in bekannter Weise - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im Anschluss an ein Formteil 90 angeordnet, durch das der Volumenstrom 40 des Mediums auch im Rahmen der Erfindung so umgelenkt wird, dass auf die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 ein optimaler Druck ausgeübt wird (nicht gezeigt). Das Turbinenrad 80 sowie das Formteil 90 sind - in Strömungsrichtung 110 gesehen - am hinteren Ende des Zufuhrkanals 100 von diesem umrahmt, wenn ein solcher vorgesehen ist. Andernfalls sind sie im Inneren des Profilteils 113 - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im ringförmigen Zentrum 47 der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks fixiert, Fig. 21a.
Ausführungsbeispiel 8:
Das Ausführungsbeispiel in den Fig. 22 (in Verbindung mit Fig. 1), Fig. 23, Fig. 24, 24a, 24b und 24c zeigt in perspektivischen Darstellungen eine Einrichtung 1 mit Regelklappen „innen bremsend und aussen beschleunigend", d.h. die Regelklappen und Medienzuleitungen sind aussen und innen am Einströmkanal des Einlaufkorpus angeordnet, d.h. die Medienzuleitungen innen zeigen gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks und die Medienzuleitungen aussen in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks. Der bevorzugte Einsatz der Anordnung " innen bremsend und aussen beschleunigend " ist bei hohen Strömungsgeschwindigkeiten bremsend und bei niedrigeren Strömungsgeschwindigkeiten beschleunigend sowie bei starken Schwankungen der Strömungsgeschwindigkeiten.
Die Einrichtung 1 weist ein Gesamt-Profilteil 112 mit seinen Profilteilen 113 (Einlaufkorpus) und 114 auf.
Der optionale Zufuhrkanal 100 ist im Inneren des Profilteils 113 angeordnet und seine räumlich geometrische Lage in Fig. 1 strichliniert dargestellt. Seine Ausgestaltung und Wirkweise wurde oben im einleitenden Teil der Figurenbeschreibung erläutert, so dass hierauf verwiesen wird.
In diesem Ausführungsbeispiel sind auf der Aussenummantelung des Einlaufkorpus 113 zwei äussere Einströmhutzen 113a in gleichem Abstand zueinander angeordnet, Fig. 1, Fig. 22, Fig. 24a. Sie decken eine Materialaussparung in der Aussenummantelung 113 ab, Fig. 24b, die das in Strömungsrichtung 110 gesehen jeweils vordere Endstück von ebenfalls zwei äusseren Medienzuleitungen 53a, aufweisend je einen Einlauf 53e in die Medienzuleitung und je eine Regelklappe 53f, aufnehmen. Die Medienzuleitungen sind weiterführend innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet; es ist dabei darauf hinzuweisen, dass die Einströmhutzen 113a optional sind, d.h. dass die Medienzuleitungen 53a in diesem Ausführungsbeispiel ohne Einströmhutzen 113a das Medium unmittelbar durch die stirnseitige Öffnung 101, Fig. 1b, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 aufnehmen. Hinzu kommen in diesem Ausführungsbeispiel zwei weitere innere Medienzuleitungen 53d, die je mit einer Blende 113b versehen sind, aufweisend je einen Einlauf 53e in die Medienzuleitung und je eine Regelklappe 53f. Die Medienzuleitungen 53d nehmen die das Medium unmittelbar über die stirnseitige Öffnung 101, Fig. lb, in dem Einströmkanal des Einlaufkorpus 113 auf. Die vier Medienzuleitungen 53, 53a, 53d führen an ihrem in Strömungsrichtung 110 gesehen hinteren Ende jeweils zur nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Die Medienzuleitungen 53, 53d zur nicht-drehenden Formscheibe 51c sind gegen die Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks innen angeordnet und haben eine bremsende Wirkung auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; die Medienzuleitungen 53, 53a zur nicht-drehenden Formscheibe 51c sind in Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks aussen angeordnet und haben eine beschleunigende Wirkung auf die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; sie sind deshalb zur Abgrenzung weiterer Medienzuleitungen spezifisch mit der Bezugsziffer 53a für die sog. äussere und beschleunigende Medienzuleitung und mit der Bezugsziffer 53d für die sog. innere bremsende Medienzuleitung versehen, Fig. 23, Fig. 24b.
Über die zur Strömungsrichtung 110 des betreffenden Mediums, z.B. Wind 105, ausgerichteten Öffnungen der Einströmhutzen 113a strömt das Medium, den Einlauf 53e und die Regelklappen 53f passierend, in die zwei äusseren Medienzuleitungen 53a hin zu der nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, Fig. 23, Fig. 24b.
Die zwei Medienzuleitungen 53a sind in einem äusseren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Äusserer" Bereich bzw. synonym „aussen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53a zwischen der Innenwand des Einlaufkorpus 113 und der Aussenwand des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe entweder, dass die Medienzuleitungen 53a soweit hin zur Innenwand des Einlaufkorpus 113 angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet zentraleren, mithin „inneren" Bereich bzw. synonym „innen" jedenfalls (weitere) Medienzuleitungen 53d derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitungen 53d gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigen; oder aber die Begriffe bedeuten, dass der Einlaufkorpus 113 über Einströmhutzen 113a verfügt, das Medium also über diese in die Medienzuleitungen strömt; letzteres ist in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, Fig. 23, Fig. 24a, 24b.
Die weiteren zwei Medienzuleitungen 53d sind in einem inneren Bereich innerhalb des Einströmkanals des Einlaufkorpus 113 angeordnet und verlaufen wie dieser in Längsrichtung hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. „Innerer" Bereich bzw. synonym „innen" bedeutet, dass die Medienzuleitungen 53d innerhalb des Zufuhrkanals 100 zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 hin verlaufen, wenn ein solcher Zufuhrkanal vorhanden ist; ist ein solcher nicht vorgesehen, bedeuten diese Begriffe entweder, dass die Medienzuleitungen 53d soweit von der Innenwand des Einlaufkorpus 113 entfernt derart angeordnet sind, dass der Einlaufkorpus 113 in seinem in Längsrichtung betrachtet ausser-zentralen, mithin „äusseren“ Bereich bzw. synonym „aussen" jedenfalls zumindest eine (weitere) Medienzuleitung 53a derart aufnehmen kann, dass die Medienzuleitung 53a in die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt; oder aber sie bedeuten, dass die wenigstens eine Medienzuleitung 53d die Strömung des Mediums nicht über Einströmhutzen 113a des Einlaufkorpus 113 erhält, das Medium also nicht über diese Einströmhutzen 113a in die Medienzuleitungen strömt; letzteres ist in diesem Ausführungsbeispiel gezeigt, Fig. 23, Fig. 24a, 24b.
Die Anordnung der inneren Medienzuleitungen 53d „gegen die Drehrichtung" und der äusseren Medienzuleitungen 53a „in Drehrichtung" ist aus Fig. 23, Fig. 24b ersichtlich. Das an die nicht-drehende Formscheibe 51c heranreichende Ende der Medienzuleitung 53d ist so ausgerichtet, dass es gegen die mittels des Pfeils 50a kenntlich gemachte Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt. Das durch die Medienzuleitung 53d strömende Medium trifft also in einer Weise auf das Wandlerrad, dass dessen Drehung dadurch reduziert wird, also die Drehzahl niedriger wird. Somit wird eine Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung 53d hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht. Das an die nicht-drehende Formscheibe 51c heranreichende Ende der Medienzuleitung 53a, ist so ausgerichtet, dass es in die mittels des Pfeils 50a kenntlich gemachte Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks zeigt. Das durch die Medienzuleitung 53a strömende Medium trifft also in einer Weise auf das Wandlerrad, dass dessen Drehung dadurch beschleunigt wird, also die Drehzahl höher wird. Somit wird eine Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 infolge der Strömung des Mediums in der jeweiligen Medienzuleitung 53a hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks ermöglicht. Durch geeignete Regel- und Steuerungsmaßnahmen kann je nach den jeweiligen akuten Umgebungsbedingen, z.B. Windverhältnissen, die Einrichtung 1 so gesteuert werden, dass entweder die beschleunigende oder die bremsende Funktion in den Vordergrund tritt.
Fig. 23, Fig. 24b zeigen somit das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus 113 und die Blende 113b abgewandte Ende der Medienzuleitungen 53d gegen die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; dies ist die Position der Medienzuleitung, die zu einer Reduzierung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks gegen deren Drehrichtung zugeführt wird. Fig. 23, Fig. 24b zeigen weiterhin das von der stirnseitigen Öffnung des Einlaufkorpus 113 abgewandte Ende der Medienzuleitungen 53a in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50; dies ist die Position der Medienzuleitung, die zu einer Erhöhung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 beiträgt, wenn das betreffende Medium durch die Medienzuleitung 53a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 in Drehrichtung zugeführt wird.
Das Medium tritt dabei durch die in Fig. 24c gezeigten zwei Durchlässe 51d (für die sog. äusseren Medienzuleitungen 53c) und vier weitere Durchlässe 51g (für die sog. inneren Medienzuleitungen 53b) in der nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50. Es erreicht hiermit die in Fig. 24b gezeigten Kanäle 48, die zwischen der drehbaren Kreisscheibe 51a und der nicht-drehenden Formscheibe 51c angeordnet sind und wird in oben ausführlich erläuterter Weise über die Leitbleche 44 nach aussen geleitet.
Die Drehzahl und das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks werden weiterhin - neben der stofflichen Beschaffenheit des durch die Medienzuleitungen 53 strömenden Mediums - durch das Ausmaß der Offen-Stellung („auf') und Geschlossenstellung („zu") der Regelklappen 53f beeinflusst, die in Fig. 23 und Fig.24b gezeigt sind. Es bedarf keiner Hervorhebung, dass jede Medienzuleitung separat regelbar ist.
Regelklappen „auf' bei den Medienzuleitungen „innen" 53d gegen die Drehrichtung bedeutet, dass das Wandlerrad gebremst wird, was wiederum weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bei den Medienzuleitungen „innen" gegen die Drehrichtung bedeutet einen normalen Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum normales Drehmoment mit entsprechender Drehzahl und damit normale Leistung bedeutet.
Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks bei den Medienzuleitungen „innen" 53d gegen die Drehrichtung hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment das Turbinenrad 80. Die Regelklappen in der Stellung „zu" führt zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen in der Stellung „auf' bewirkt eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet. Regelklappen „auf' bei den Medienzuleitungen „aussen" 53a in Drehrichtung bedeutet einen höheren Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl und damit mehr Leistung bedeutet; Regelklappen „zu" bei den Medienzuleitungen „aussen" in Drehrichtung bedeutet weniger Rückstoß am Wandlerrad, was wiederum weniger Drehmoment mit niedriger Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Die Veränderung der Drehzahl und / oder des Drehmoments der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks bei den Medienzuleitungen „aussen" 53a in Drehrichtung hat weiter einen direkten Einfluss auf die Drehzahl und das Drehmoment das Turbinenrad 80. Die Regelklappen in der Stellung „auf' führt zu einer Druckerhöhung am Turbinenrad, d.h. mehr Drehmoment mit höherer Drehzahl liegt am Turbinenrad an, was mit mehr Leistung verbunden ist; die Regelklappen in der Stellung „zu" bewirkt eine Druckerniedrigung am Turbinenrad, was weniger Drehmoment mit niedrigerer Drehzahl und damit weniger Leistung bedeutet.
Das Wandlerrad hat, wie aus Fig. 24a ersichtlich, einen größeren Durchmesser als das Turbinenrad 80. Letzteres ist in bekannter Weise - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im Anschluss an ein Formteil 90 angeordnet, durch das der Volumenstrom 40 des Mediums auch im Rahmen der Erfindung so umgelenkt wird, dass auf die Schaufelteile 87 des Turbinenrades 80 ein optimaler Druck ausgeübt wird (nicht gezeigt). Das Turbinenrad 80 sowie das Formteil 90 sind - in Strömungsrichtung 110 gesehen - am hinteren Ende des Zufuhrkanals 100 von diesem umrahmt, wenn ein solcher vorgesehen ist. Andernfalls sind sie im Inneren des Profilteils 113 - in Strömungsrichtung 110 gesehen - im ringförmigen Zentrum 47 der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks fixiert, Fig. 24a.
Ausführungsbeispiel 9:
Das Ausführungsbeispiel in den Fig. 25, 25a zeigt eine andere Art von Medienzuleitung, nämlich in perspektivischen Darstellungen eine erfindungsgemäße Einrichtung 1 mit einer Version mit Ringkanälen und Regelung aussen beschleunigend und innen bremsend oder Regelung aussen bremsend und innen beschleunigend.
Soweit in Fig. 25 und 25a dieselben Bezugszeichen enthalten sind wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 24, haben die in Bezug genommenen Bauteile dieselbe Funktion. Insoweit wird hierauf verwiesen.
Das vorliegenden Ausführungsbeispiel zeichnet sich dadurch aus, dass die Medienzuleitungen als Ringkanäle, also z.B. ringförmig, ausgestaltet sind. So können von der stirnseitigen Öffnung 101 des Einlaufkorpus 113 zwei ringförmige Kanäle 53i, 53j in Richtung der nicht-drehenden Formscheibe 51c der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 angeordnet sein, wobei die Ringkanäle einen stirnseitig engeren und weiteren Kreisring bilden.
Fig. 25 zeigt, dass die vordere Formscheibe 51c so gestaltet ist, dass diese im vorderen Bereich zwei Ringkanäle „angeformt" hat, wobei der innere Ringkanal 53h/53j für die Bremsung zuständig ist und die Ein- und Ausströmöffnung gegen die Drehrichtung läuft und der äussere Ringkanal 53g/53i für die Beschleunigung zuständig ist und die Ein- und Ausströmöffnung in Drehrichtung 50a läuft; die Anordnung kann auch invers sein.
Einzelne Ringkanäle sind nicht in Fig. 25 dargestellt. Einzelne Ringkanäle sind möglich und haben dann einzelne oder mehrere Zugänge zur vorderen Formscheibe. Die Ringkanäle können jeweils ohne Ausführung der Formscheibe eigenständig ausgeführt sein. So kann beispielsweise der äussere Ringkanal 53i das in den Einlaufkorpus 113 einströmende Medium über die in den vorangegangenen Ausführungsbeispielen mehrfach erläuterten Einlaufhutzen 113a aufnehmen.
Ausführungsbeispiel 10:
Das in Fig. 26, 26a, 26b, 26c gezeigte Ausführungsbeispiel enthält in perspektivischen Darstellungen eine Ausführungsform des Energiewandlers mit einer Version einer Regelscheibe mit schrägen Öffnungen.
Dies Ausführungsbeispiel ist eine Ausprägung der Erfindung, in der diese ohne wenigstens eine Medienzuleitung die Aufgabe durch ein Wandlerrad 50 mit vorbeschriebener nichtdrehender Formscheibe 51c löst, in der die Erhöhung der Drehzahlen der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks oder die Reduzierung der Drehzahlen der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks durch die Ausgestaltung der in der Formscheibe enthaltenen wenigstens eine zusätzlichen Öffnung (zusätzlich zu dem Ringkanal 41) bewerkstelligt wird.
Soweit in Fig. 26, 26a, 26b, 26c dieselben Bezugszeichen enthalten sind wie in den vorstehenden Ausführungsbeispielen der Fig. 1 bis 25, haben die in Bezug genommenen Bauteile dieselbe Funktion. Insoweit wird hierauf verwiesen.
In dieser Ausgestaltung strömt das Medium durch die stirnseitigen Öffnung 101 des Einlaufkorpus 113 hin zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50, das über eine drehbare Kreisscheibe 51a, einen Ringkanal 41, Bereiche 43, Leitbleche 44, 45, Vorkammer 46, Zentrum 47, Kanäle 48 und eine nicht-drehende vordere Formscheibe 51c verfügt, wie dies bereits näher beschrieben wurde. Die Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 ist mit 50a angegeben.
Eine drehende Scheibe 51j ist als Blende vorgesehen. Diese wird um eine zentrische Achse 51n in eine der beiden Schwenkrichtungen 51m geschwenkt und gibt damit die schräge Öffnung 51h für die Beschleunigung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 frei oder in andere Drehrichtung 51i bei Bremsen der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks frei. Die Drehscheibe mit den Durchlässen 51k ist beschleunigend und 511 ist bremsend. Die Positionierung ist so angeordnet, dass entweder beschleunigt. ird oder gebremst wird oder die Durchlässe in der vorderen Formscheibe abgedeckt sind.
Es ist auch möglich, diese Ausgestaltung der spezifischen Ausgestaltung der Durchlässe zu kombinieren mit wenigstens einem Ringkanal entsprechend dem Ausführungsbeispiel der Fig. 25. Auf diese Weise kann ein Ringkanal mit den schrägen Durchlässe 51h in der Formscheibe in Drehrichtung der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50a verbunden sein, während der andere Ringkanal mit den schrägen Durchlässe 51i in der Formscheibe gegen die Drehrichtung 50a der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks 50 verbunden sein kann. Die Zufuhrströmung des Medium kann durch entsprechende Ausgestaltung von Regelklappen, z.B. in der Form von Schiebern oder ähnlichen, in den Ringkanälen gesteuert werden. Auf diese Weise könnte auf die vorerwähnte Regelscheibe als Blende verzichtet werden.
Bezugszeichenliste
1 Einrichtung zur Wandlung von Energie
2 - 39 bleibt frei
40 Volumenstrom
41 Ringkanal = Einlaufkanal
42 Bereich
43 Bereich
44 Leitblech
45 Leitblech
46 Vorkammer
47 Zentrum
48 Kanal
49 bleibt frei
50 Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks = Wandlerrad a Drehrichtung weiterer Durchlass a Kreisscheibe b Kreisscheibe c Nicht-drehende vordere Formscheibe d Durchlass (für Medienzuleitung 53a) e Durchlass (für Medienzuleitung 53b) f Durchlass (für Medienzuleitung 53c) g Durchlass (für Medienzuleitung 53d) h Durchlass in Formscheibe in Drehrichtung i Durchlass in Formscheibe gegen Drehrichtung j Regelscheibe als Blende k Durchlass in Regelscheibe für Beschleunigung 1 Durchlass in Regelscheibe für Bremsung m Schwenkrichtung für Regelscheibe um Achse 51n n Drehachse für Regelscheibe Lagerteil Medienzuleitung a Medienzuleitung (zu 51c in Drehrichtung 50a aussen beschleunigend) b Medienzuleitung (zu 51c in Drehrichtung 50a innen beschleunigend) c Medienzuleitung (zu 51c gegen Drehrichtung 50a aussen bremsend) d Medienzuleitung (zu 51c gegen Drehrichtung 50a innen bremsend) e Einlauf Medienzuleitung f Regelklappe g Nicht-drehende vordere Formscheibe mit Ringkanal für Beschleunigung aussen und Bremsung innen h Nicht-drehende vordere Formscheibe mit Ringkanal für Bremsung aussen und Beschleunigung innen i Äusserer Ringkanal für Beschleunigung oder Bremsung j Innerer Ringkanal für Bremsung oder Beschleunigung Nabenteil a Bereich - 56 bleibt frei Antriebsmotor -61 bleibt frei Aussendruck 3 - 79 bleibt frei Turbinenrad 1 Turbinenwelle Getriebe , 84 bleibt frei Generator bleibt frei Schaufelteil , 89 bleibt frei Formteil Leitschaufelteil , 93 bleibt frei Bereich Bereich - 99 bleibt frei 0 Rohrteil 1 stirnseitige Öffnung Einlaufkorpus 113 2 - 104 bleibt frei 5 Windrichtung 6 Umströmung 7 Umströmung 8 Umströmung 9 Ausströmung 0 Einströmung 0a Schwenken um eine Vertikalachse zentrisch 0b Schwenken um eine Vertikalachse exzentrisch 0c Schwenken des Energiewandlers um eine Achse im Raum 1 Windströmung 2 Gesamt-Profilteil = Umhausung 3 Profilteil - Einlaufkorpus 3a Äussere Einströmhutze 3b Blende. 4 Profilteil 5 Profil ring 6 Generator 7 Getriebe 8 - 122 bleibt frei 3 Mast 4 Dach von Gebäude 5 Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie 6 elektrische Leitung 7.. n Gerät zur Speicherung von und Versorgung mit elektrischer Energie = Powerstation 128 elektrische Leitung
129 elektrische Leitung
130 elektrische Leitung

Claims

Ansprüche
[1] Einrichtung (1) zur Wandlung von durch ein Medium transportierter Strömungsenergie in mechanische und / oder elektrische Energie umfassend eine Umhausung (112), die aufweist ein Turbinenrad (80) und eine diesem in Strömungsrichtung nachgeordnete Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50), die einen inneren Einlaufkanal (41) und Kanäle (48) enthält, die das Medium aufnehmen, wobei dieses bei Drehung der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) nach aussen gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) eine nicht-drehbare Formscheibe (51c) aufweist, die wenigstens einen weiteren Durchlass (51, 51h, 511, 51d - 51g) aufweist, der geeignet ist, die drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) entweder zu beschleunigen oder zu bremsen.
[2] Einrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Durchlass (51, 51h, 511, 51d - 51g) in der nicht-drehenden Formscheibe (51c) eine das Medium in oder gegen die Drehrichtung (50a) der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) ablenkende Ausgestaltung hat.
[3] Einrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-drehende Formscheibe (51c) eine drehbare Scheibe (5 Ij) als Blende aufweist, die um eine zentrische Achse (51n) in eine der beiden Schwenkrichtungen (51m) schwenkbar ist und der wenigstens eine weitere Durchlass (51, 51h, 51i, 51d - 51g) für die beschleunigende oder für die bremsende Drehung der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) freigibt.
[4] Einrichtung (1) nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Durchlass (51, 51h, 51i, 51d - 51g) als wenigstens ein Ringkanal (53i, 53j) ausgestaltet ist, wobei der Ringkanal (531, 53j) entweder für die Bremsung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) sorgt und die Ein- und Ausströmöffnung gegen deren Drehrichtung (50a) läuft (53j), oder für die Beschleunigung der Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) sorgt und die Ein- und Ausströmöffnung in Drehrichtung (50a) läuft (53i).
[5] Einrichtung (1) zur Wandlung von durch ein Medium transportierter Strömungsenergie in mechanische und / oder elektrische Energie umfassend
• eine Umhausung, (112), die aufweist
• ein Turbinenrad (80) und
• eine diesem in Strömungsrichtung nachgeordnete Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50), die
• einen inneren Einlaufkanal (41) und Kanäle (48) enthält, die das Medium aufnehmen, wobei dieses bei Drehung der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) nach aussen gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass
• die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) eine nicht-drehbare Formscheibe (51c) aufweist, und dass die
• dass die Umhausung (112) einen Einlaufkorpus (113) umfasst, in dem wenigstens eine Medienzuleitung (53) angeordnet ist, die ausgestaltet ist, das Medium zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) in deren Drehrichtung (50a) und/oder gegen deren Drehrichtung (50a) zu leiten.
[6] Einrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Medienzuleitung (53) in einem inneren oder äusseren Bereich des Einlaufkorpus (113) derart angeordnet ist, dass ihr von der stirnseitigen Öffnung (101) des Einlaufkorpus (113) abgewandtes Ende in oder gegen die Drehrichtung (50a) der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) zeigt.
[7] Einrichtung (1) nach Anspruch 5 oder 6, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Medienzuleitung (53) eine Regelklappe (53f) aufweist, die ausgestaltet ist, die Masse des einströmenden Mediums zu regeln.
[8] Einrichtung (1) nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass die Regelklappe (53f) vollständig oder teilweise geöffnet und vollständig oder teilweise geschlossen werden kann, dergestalt, dass hierdurch die Drehzahl und / oder das Drehmoment der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) beeinflussbar ist.
[9] Einrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Einlaufkorpus (113) wenigstens eine äussere Einströmhutze (113a) aufweist, über die Medium in die wenigstens eine Medienzuleitung (53) strömt.
[10] Einrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass in dem Einlaufkorpus (113) wenigstens je eine Medienzuleitung (53) angeordnet ist, die ausgestaltet ist, das betreffende Medium der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) in (53a, 53b) deren Drehrichtung (50a) und gegen (53c, 53d) deren Drehrichtung (50a) zuzuführen, dergestalt, dass die Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) je nach Situation der Strömungsbedingungen des Mediums beschleunigt oder gebremst werden kann, indem das betreffende Medium durch die Medienzuleitung (53) der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) in oder gegen deren Drehrichtung (50a) zugeführt wird.
[11] Einrichtung (1) nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass die wenigstens eine Medienzuleitung (53) als wenigstens ein Ringkanal (53i, 53j) ausgestaltet ist, der von der stirnseitigen Öffnung (101) des Einlaufkorpus (113) in Richtung der nicht-drehenden Formscheibe (51c) der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) verläuft.
[12] Einrichtung (1) nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) eine nicht-drehbare Formscheibe (51c) aufweist, die wenigstens einen weiteren Durchlass (51, 51h, 5 li, 51d - 51g) aufweist, und die wenigstens eine Medienzuleitung (53) ausgestaltet ist, das Medium zu dem wenigstens einen weiteren Durchlass (51, 51h, 51i, 51d - 51g) in der nicht-drehenden Formscheibe (51c) der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) in deren Drehrichtung (50a) und/oder gegen deren Drehrichtung (50a) zu leiten.
[13] Einrichtung (1) nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, dass der wenigstens eine weitere Durchlass (51, 51h, 5 li, 51d - 51g) ausgestaltet ist nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
[14] Einrichtung (1) zur Wandlung von durch ein Medium transportierter Strömungsenergie in mechanische und / oder elektrische Energie umfassend eine Umhausung (112), die aufweist ein Turbinenrad (80) und eine diesem in Strömungsrichtung nachgeordnete Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50), die einen inneren Einlaufkanal (41) und Kanäle (48) enthält, die das Medium aufnehmen, wobei dieses bei Drehung der drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) nach aussen gedrückt wird, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) eine nicht-drehbare Formscheibe (51c) aufweist und die Einrichtung (1) in die oder aus der Strömungsrichtung des Mediums schwenkbar ist, dergestalt, dass die projektierte Einströmfläche des Mediums regelbar ist.
[15] Einrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ausgestaltet ist, das Schwenken der Einrichtung um eine Vertikalachse zentrisch (110a), um eine Vertikalachse exzentrisch (110b) und / oder um eine Achse im Raum (110c) zu ermöglichen.
[16] Einrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass dass die Umhausung (112) einen Einlaufkorpus (113) umfasst, in dem wenigstens eine Medienzuleitung (53) angeordnet ist, die ausgestaltet ist, das Medium zu der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) in deren Drehrichtung (50a) und/oder gegen deren Drehrichtung (50a) zu leiten.
[17] Einrichtung (1) nach Anspruch 16, dadurch gekennzeichnet, dass die Medienzuleitung (53) ausgestaltet ist nach einem der Ansprüche 6 bis 12.
[18] Einrichtung (1) nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, dass die nicht-drehbare Formscheibe (51c) wenigstens einen weiteren Durchlass (51, 51h, 51i, 51d - 51g) aufweist, der geeignet ist, die drehbaren Teile der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) entweder zu beschleunigen oder zu bremsen.
[19] Einrichtung (1) nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, dass der weitere Durchlass (51, 51h, 511, 51d - 51g) ausgestaltet ist nach einem der Ansprüche 2 bis 4.
[20] Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 5 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) und das Turbinenrad (80) voneinander abkoppelbar sind und unabhängig voneinander von dem Medium angeströmt werden können.
[21] Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 5 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung ein Gerät zur Gewinnung und Weiterleitung von Energie (125) sowie wenigstens ein Gerät zum Speichern von und zur Versorgung mit elektrischer Energie (127.1, 127.2, 127... n) aufweist.
[22] Einrichtung (1) nach einem der Ansprüche 1 oder 5 oder 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung im Bereich der stirnseitigen Öffnung (101) des Einlaufkorpus (113) oder vor dem Turbinenrad (80) oder der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) - in Strömungsrichtung gesehen - mit einem Gitter, Netz, Sieb, oder mit einer Matte mit Öffnungen versehen ist.
[23] Verfahren zur Ansteuerung und Regelung der nach einem der vorstehenden Ansprüche 1 oder 5 oder 14 ausgestalteten Einrichtung (1) zur Nutzung von Strömungsenergie aus Wasserkraft und Windkraft oder anderen fliessenden Medien, dadurch gekennzeichnet, dass die Einrichtung (1) in die oder aus der Strömungsrichtung (110) des Mediums geschwenkt wird, derart, dass die projektierte Einströmfläche des Mediums vergrößert oder verkleinert wird.
[24] Verfahren nach Anspruch 23, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenken der Einrichtung (1) um eine Vertikalachse zentrisch (110a), um eine Vertikalachse exzentrisch (110b) und / oder um eine Achse im Raum (110c) erfolgt.
[25] Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, dass die Korrektur des Einschwenkwinkels dauernd erfolgt.
[26] Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 25, dadurch gekennzeichnet, dass das Schwenken der Einrichtung (1) verbunden wird mit dem Zu- oder Abschalten einzelner Generatoren je nach Energiebedarf.
[27] Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 26, dadurch gekennzeichnet, dass die Wahl des Anströmwinkels des in die Einrichtung (1) strömenden Mediums getroffen wird in Abhängigkeit der in Bezug genommenen Drehzahl der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) und / oder des Turbinenrads (80).
[28] Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass über die „Offen"-Stellung der Regelklappe (53f) diejenige wenigstens eine Medienzuleitung (53) mit Medium gespiesen wird, die im Einströmkanal des Einlaufkorpus (113) in Drehrichtung (50a) der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) zeigt, wenn deren Drehzahl und / oder deren Drehmoment erhöht werden soll.
[29] Verfahren nach einem der Ansprüche 23 bis 27, dadurch gekennzeichnet, dass über die „Geschlossen"-Stellung der Regelklappe (53f) diejenige wenigstens eine Medienzuleitung (53) entsprechend für die Strömung mit Medium geschlossen wird, die im Einströmkanal des Einlaufkorpus (113) gegen die Drehrichtung (50a) der Vorrichtung zur Erzeugung zusätzlichen Unterdrucks (50) zeigt, wenn deren Drehzahl und / oder deren Drehmoment reduziert werden soll.
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