JP6067004B2 - 閉鎖されたガス/液体系内に圧力差を起こすことによって駆動力を発生させる方法及び装置 - Google Patents
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- 樽、球、立方体、直方体その他の形状の全方位に包囲された容器(1)を備え、
前記容器(1)内に、下側において開放された好ましくは鐘形のインサート(2)が装入されており、該インサート(2)の上側に、流出開口(4)と付設部材(5)とを有する好ましくは球形の中空体(3)が存在し、該中空体(3)自体は、完全に又は部分的に前記容器(1)内に配置されており、好ましくは該中空体(3)の高さの一部で前記インサート(2)内に突入しており、前記容器(1)に対しても、前記流出開口(4)を除いて前記インサート(2)に対しても圧力密であり、さらに、
前記インサート(2)内に、該インサート(2)の内壁に対して所定の間隔を置いて、円柱状のディスクとして形成されたロータ(8)が、軸ハウジング内に設けられた鉛直の軸(7)に回転可動にかつ圧力密に配置されており、該ロータ(8)は、該ロータ(8)の上側に付設部材(23)を有しており、該付設部材(23)でもって回転可動にかつシールされた状態で、ただし固定の結合なしに、前記中空体(3)の付設部材(5)を有する前記流出開口(4)内に突入して、該流出開口(4)の高さの一部にわたって該流出開口(4)とオーバラップするようになっており、前記付設部材(23)を有するロータ(8)は、単数又は複数の、好ましくは3つの管状の、端部において開放された通路(6)を有しており、該通路(6)は、前記付設部材(23)の上端から前記ロータ(8)の内部領域(20)を通して前記ロータ(8)の外周面に向かって延びており、該外周面において前記流出開口(21)で終端しており、さらに、
前記ロータ(8)の周面には、単数又は複数の支持面輪郭(16)が設けられており、該支持面輪郭(16)は、好ましくは周期的なピッチで配置されており、それぞれ前記ロータ(8)の回転方向で見て凸面状の隆起部(17)と、該凸面状の隆起部(17)に続く平坦な逃げ領域(18)と、該逃げ領域(18)に配置される、前記通路(6)の流出開口(21)とを有しており、
前記ロータ(8)は、好ましくは前記容器(1)の外側から、モータ(9)により駆動され、
前記容器(1)内には、ただし前記インサート(2)外に、単数又は複数の上昇管(10)が取り付けられており、該上昇管(10)は、下端において開放されており、好ましくは垂直に延びており、下向きに少なくとも前記インサート(2)の下縁まで達し、上端でもって曲がり管を介して前記インサート(2)の上側で前記中空体(3)内にシールされた状態で導入されており、かつ前記中空体(3)内で水平に終端しており、さらに、
前記容器(1)の上側の壁(蓋)には、液状の媒体を充填するための閉鎖可能な開口(15)が設けられており、かつ
前記容器(1)の外側から前記インサート(2)内に、圧縮空気のための供給管(14)が導入されており、該供給管(14)は、前記インサート(2)内に該インサート(2)の下縁の上側で開口している、
ことを特徴とする、装置。 - 前記容器(1)の上側の閉鎖は、環状の蓋と、前記インサート(2)の上側の部分と、前記中空体(3)の、前記インサート(2)から上方に突出した部分とから形成される、請求項1記載の装置。
- 前記容器(1)の上側の閉鎖は、環状の蓋と、前記中空体(3)の上側の部分とから形成される、請求項1記載の装置。
- 前記ロータ(8)は、円柱状のディスクとして、平坦に構成されているか、又は縁部において軽微に下方に屈曲した周面を有して構成されている、請求項1記載の装置。
- 前記インサート(2)の内壁には、前記ロータ(8)の周面に対向して、リング(25)が不動に配置されており、該リング(25)は、前記内壁から僅かに離間した格子板(26)を支持しており、該格子板(26)には、前記ロータ(8)の流出開口(21)から流出した水が衝突する、請求項1から4までのいずれか1項記載の装置。
- 前記支持面輪郭(16)は、前記ロータ(8)の上面及び下面にカバープレート(27)を有し、該カバープレート(27)は、半径方向外向きに張り出し、前記インサート(2)の内壁の近傍まで到達しており、該インサート(2)の内壁に格子板(26)を有するリング(25)が取り付けられている場合には、前記リング(25)及び前記格子板(26)に接触することなく、前記リング(25)及び前記格子板(26)にオーバラップしている、請求項1又は4又は5記載の装置。
- 前記上昇管(10)は、該上昇管(10)の、前記中空体(3)内を水平に延在する端部に、制御可能なノズル(22)を有する、請求項1から6までのいずれか1項記載の装置。
- 前記ロータ(8)の軸(7)は、前記容器(1)内に配置されかつカプセル状に包囲された電動モータの構成部分である、請求項1記載の装置。
- 前記中空体(3)内の、前記上昇管(10)の導入部の平面上において、鉛直の軸(13)に、ベーン(19)を有する定圧タービンのタービンホイール(12)が取り付けられており、該タービンホイール(12)は、該タービンホイール(12)の下側に位置するシェル(11)内に支承されており、前記ベーン(19)は、前記中空体(3)の内壁に接触することなく、該内壁に隣接しており、
前記上昇管(10)の端部に設けられたノズル(22)は、前記ベーン(19)の内面に向けられており、さらに
前記タービンホイール(12)の軸(13)は、前記中空体(3)の壁と前記容器(1)の上側の壁とを、前記中空体(3)内のガス状の媒体と前記容器(1)内の液状の媒体とに対して密に支承された状態で、駆動すべき装置及び機器(24)に接続するために貫通している、
請求項1から8までのいずれか1項記載の装置。 - 液状の媒体、特に水と、ガス状の媒体、特に空気とで満たされた閉鎖された系内に圧力差を起こすことによって、液状の媒体の運動エネルギを提供することで、連続的な駆動力を発生させる方法であって、
請求項1から8までのいずれか1項記載の装置において、液状の媒体の循環を起こすにあたり、全方位に包囲された容器を液状の媒体で満たし、該液状の媒体は、充填前に存在する、周囲圧下にあるガス状の媒体を、下側において開放されたインサート内と、該インサートに接続された中空体内と、該中空体に接続され、下側で開放された上昇管内とに封入するとともに、前記インサート、前記中空体及び前記上昇管内で、ガス状の媒体の圧力が液状の媒体の圧力と等しくなるまで圧縮し、その後、圧縮空気を前記容器の外側から前記供給管を介して前記インサート内に導入して前記容器内の媒体の圧力を上昇させることにより、両媒体のポテンシャルエネルギをさらに高め、さらに、
次にロータをモータによって回転させることで、前記インサート内のガス状の媒体中にロータ周面に沿って、前記封入されたガスの圧力に対して相対的な負圧を形成し、該負圧により前記中空体内を相応の負圧に導き、該中空体内の負圧によって、前記インサート内のガス圧との関連で、前記上昇管を通して液状の媒体を前記容器から前記中空体内に圧送し、運動エネルギを発生させ、提供し、最終的に、
圧送プロセス時に前記中空体内に低レベルの液位が形成されることによって、前記中空体内のガス圧は前記インサート内のガス圧より低いまま、前記ロータにより形成される負圧に対して前記中空体内のガス圧が上昇する結果、前記中空体内に流入した液状の媒体を該中空体から吸引し、前記インサート内の液位に還流させる、
ことを特徴とする、液状の媒体と、ガス状の媒体とで満たされた閉鎖された系内に圧力差を起こすことによって、液状の媒体の運動エネルギを提供することで、連続的な駆動力を発生させる方法。 - 発生される運動エネルギの量を液状の媒体の圧送量及び圧送速度によって決定し、圧送量及び圧送速度自体は、外部の圧力供給と前記インサート内の前記ロータの回転速度とに依存している、請求項10記載の方法。
- 液状の媒体の圧送量と圧送速度との間の比を付加的に、前記上昇管から前記中空体への出口に設けられたノズルを介して制御する、請求項10又は11記載の方法。
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