WO2002044559A2 - Verfahren und vorrichtung zur beschleunigung von molekülen eines newtonschen fluids in rohren - Google Patents

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WO2002044559A2
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Jürgen SCHATZ
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Schatz Juergen
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F15—FLUID-PRESSURE ACTUATORS; HYDRAULICS OR PNEUMATICS IN GENERAL
    • F15D—FLUID DYNAMICS, i.e. METHODS OR MEANS FOR INFLUENCING THE FLOW OF GASES OR LIQUIDS
    • F15D1/00—Influencing flow of fluids
    • F15D1/02—Influencing flow of fluids in pipes or conduits
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05—INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05B—INDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00—Components
    • F05B2240/10—Stators
    • F05B2240/12—Fluid guiding means, e.g. vanes
    • F05B2240/122—Vortex generators, turbulators, or the like, for mixing

Definitions

  • the invention relates to a method for multiple concentration, storage and for the energetic use of flow energy, flow energy in vortices and eddy currents being speed and mass concentrated in one or more levels of a parallel flow.
  • rotary currents generated in dynamic pressure modules are used.
  • Flow modules using dynamic pressure have central outflow openings and flap systems which produce inflow openings for any inflow directions.
  • a driving potential vortex is produced in a flow module, in the vortex core of which a turbine is driven.
  • a vortex tube In a vortex tube, a vortex flow flowing into the lee of flow modules is inductively adjusted by stored vortex flows, which according to the continuity condition is subsequently supplied from the vacuum core of a potential due to the entropy behavior of the atmosphere.
  • a turbine is arranged on a generator shaft. In the vertical axis hollow body rotor, eddy currents are generated when decelerated due to energy discharge.
  • Gearless systems can be set up to use the generated core flow. Flow energy is used directly, the pulsation of the wind generates vibrations in the vertical flow and is therefore disadvantageous for the concentrator.
  • the concentrator area becomes larger than the projected inflow area of free-moving wind turbines of comparable performance. An economic use was not known.
  • a method for producing a dynamic vortex coil is known, vortex currents being generated in a flow module from a potential vortex by means of stationary or rotating vortex generators and then being wound up within the flow module in the main flow to form an inducing vortex coil.
  • the result is a performance-stable behavior of a turbine that works according to this method.
  • the speed curves are linearized, the performance curve is adapted to a generator curve.
  • the problem is the performance because it depends directly on the volume flow. Enhancements to the volume flow have been proposed, but were only usable in a fluid-mechanical variant.
  • a disadvantage of all known methods and proposed solutions is that the direct transition from vortex flows which were produced in a parallel flow into a forced flow produced in the parallel flow is not possible.
  • the eddy currents evade a higher pressure and burst. At lower pressures, they also burst.
  • angular momentum is introduced into the upstream pressure in forced flow spaces and vortices of the same direction of rotation are generated, in which vortex tubes of the same direction of rotation produced in the parallel flow are implanted under overpressure into the vacuum cores and parallel main currents are produced in which the implanted vortex tubes flow to vortex tubes and are stored in three-way currents , They flow over the outer circumferential surfaces of intake manifolds, the reaction forces form them into multi-speed peg screws. At the end of the intake manifolds, they pass into free flow spaces of the vortex tubes and become multi-course, inductive vortex coils that cause mass flows in the intake manifolds.
  • the number of formed vertebrae is proportional to the additional speed induced and essentially determines the performance of these vertebral coils.
  • Mass flows are drawn from the driving potential vortices via the suction pipes. According to the proposed method, it is possible to disproportionate the mean energy of an inflow in a large number of velocity concentrations in vortex tubes with high stability into higher and lower energy levels in and on a device on larger inflow surfaces. The energy concentrated on the upstream side forms a usable potential in and on the device.
  • the degree of space utilization in the first stage of disproportionation increases significantly.
  • the second stage of disproportionation consists in the production of vortex coils through spatial concentrations of the vortex tubes, which induce additional speeds and induce suction in pipes.
  • the third stage of disproportionation is produced in potential vortices by connecting suction units to their vacuum cores, in whose vortex cores turbines are driven. According to the method, the speed can now also be set on the outer radii of these potential vortices and thus their storage capacity for kinetic energy.
  • the potential eddies are fluid-mechanical gearboxes and working memory with stationary flow processes.
  • the desired mass flows can be adjusted gradually and continuously.
  • the method can be used multiple times in assemblies of a device.
  • the suction trains produced can be concentrated on a larger suction train in the device, so that the desired, usable mass flows can be produced at higher speeds in this way.
  • the invention has for its object to provide a method and a device according to which it is possible to keep the conditions of existence of vortex tubes in all necessary changes during the spatial concentration and the subsequent induction phase in a parallel flow approximately constant. Furthermore, it is an object of the invention to provide a device for carrying out the method, which converts vortex tubes into stable, screw-like flow lines in a parallel flow, accelerates the start-up of a core flow and enables series production of assemblies to increase efficiency.
  • vortex tubes are generated in a parallel flow, which cross between tubular walls, openings in tubular walls and / or flow along spiral openings, generate charge states in the region of the tube-like walls, inductively align fluid molecules according to the charge in the directions of movement, and at the same time pre-accelerate core flows in the start-up state, downstream adhering to core currents continue to flow as screw vortices, induce additional speeds and put the core currents into a stable operating state.
  • vortex tubes generated under inflow pressure are forwarded to defined sections in partially flow back pressure areas to pipe-like walls on flow areas.
  • the vortex tubes are at a defined distance from the flow areas under the inflow pressure.
  • the flowed through surfaces have an angle to the inflow, which corresponds to the pitch angle of the single or multi-start screw vortices to be produced.
  • the inflow between the tube-like walls takes place under inflow pressure between tangential webs which run perpendicular to the tube-like walls and which impart the required angular momentum to the vortex tubes to bend their central axes.
  • the method also consists in that vortex tubes produced in a parallel flow flow in tangentially under inflow pressure between tubular walls which are provided with openings.
  • Pipe-like walls with openings can be, for example, outer cladding tubes and inner suction tubes, which can also be designed as multi-start, screw-like spiral tubes with gaps between the spirals.
  • Vortex tubes are flow mechanically guided between the coils on single or multi-start screw lines, angular momentum is introduced into the vortex tubes, at the same time they are fluid mechanically connected to the parallel flow via the columns, the central axes of the vortex tubes are set to a common axis of rotation.
  • the device can be reduced to the arrangement of outer helices 11 with the same function.
  • the spirals are to be designed geo-metrically so that the vortex tubes are kept in equilibrium by three reaction forces which result from the surfaces of the spirals and the core flow. Breakthroughs can also be designed as longitudinal slots, which are traversed by the vortex tubes due to the tangential inflow on single-thread or multi-thread screw lines with a predetermined pitch angle.
  • charge states are generated on the tube-like walls, the openings are used to align molecules in the charge directions in the directions of movement, core flows are preaccelerated in the start-up state and retroactive, high-frequency oscillating suction is generated in the intake manifold parts without openings.
  • the oscillation frequency is determined by the peripheral speed of the vortex tubes.
  • corresponding charge states are generated in the outer area of the cladding tubes, so that potential vortices form in the parallel flow over the cladding tubes. According to the Helmholtz ⁇ vertebral theorems, vortices adhere to matter. After leaving the tube-like walls, the vortex tubes adhere to pre-accelerated core currents and continue to flow with them.
  • the start-up state changes to the operating state in that the induction power of the screw vortices is now completely transferred to the core currents and in the operating state higher velocities of the pre-accelerated core currents and thus larger suction drafts in suction pipes will be produced.
  • Analogously to the electromagnetic ⁇ magnetic flooding of a current-carrying coil an economically usable, fluid-mechanical flooding of a device in a parallel flow occurs. This can be transferred to hollow cylinders by applying suction in the middle parallel to the axis of rotation and generating potential vortices via tangential inflows on outer radii.
  • devices for carrying out the method in the direction of travel and / or flight of means of transportation in the direction of movement can suck off air and / or water in front of the means of transportation and generate jet flows against the direction of movement.
  • the extraction of air and / or water to stabilize the direction of movement can be adjusted according to external flow conditions using a device.
  • the new effect arises that, for example, airplanes or airships receive additional fluid-mechanical drives which concentrate part of the braking energy inevitably flowing against the aircraft or airship in vortex tubes and convert into propulsion energy by means of single or multi-turn screw vortices.
  • the inflow speeds of the vortex generators increase to about 250 m / s.
  • the devices on the fuselage or on the wings have small sizes, the C0 2 production by aircraft can be significantly reduced. Airships have low cruising speeds, so the devices on the fuselage are larger.
  • the multi-turn screw vortices can also be produced on the underbody, whereby a precisely delimited flow area is suctioned off.
  • the C0 2 production in commercial vehicles can be significantly reduced with relatively little effort.
  • the economic advantages of road transport through fuel savings are sensibly supplemented by the reduction in C0 2 production.
  • the devices with a diameter which corresponds to the diameter of the interior of turbines can be arranged directly above the central outflow opening of the power modules.
  • Generated vortex tubes can then be led over the cover plate of the power modules to the device, flow in from the side, receive angular momentum and continue to flow in a discharge pipe as a single or multi-start screw vortex.
  • This arrangement for carrying out the method according to the invention has the particular advantage that the flow energy concentration acts directly into the power modules over very short distances and minimizes fluid mechanical losses. At the same time, it has the function of a starting aid, since the screw vortices already work before a potential vortex is generated in the power module, which is particularly advantageous for low-wind use.
  • the device can thus be configured economically so that only concentrators on tubular masts can be rotated at a height h above 360 °, while all the facilities required for the generation and transmission of usable energies are arranged above and / or below ground.
  • the use of pressure differences in the atmosphere is possible in this way, there is an increase in wind energy.
  • Above and / or underground hollow cylinders are connected to the tubular masts in the center parallel to the axis of rotation, so that suction takes place from the hollow cylinders.
  • Potentials are generated by above-ground and / or underground, tangential inflows, which store work and drive turbines for the generation of electrical energy in their vortex cores.
  • the use of existing buildings is possible using the method according to the invention, in that the concentrators are arranged on the building and suction pipes are led downwards.
  • the method according to the invention can be used to achieve additional economic use of buildings for the use of renewable energies.
  • the tubular masts can be easily inserted as shafts in the buildings and the building structure can be used as a support for the concentrators.
  • a very large contribution can be made by using the method according to the invention be performed.
  • a large number of devices must be adapted to the performance of the existing heating systems so that heat is generated with wind power in the return of the heating system and the regulations automatically reduce fuel consumption. Since the heating load curves correlate with the wind energy supply in the course of the year, large fuel savings and thus significant reductions in C0 2 production can be achieved at low costs.
  • a further area of application according to the method according to the invention is the economical use of suction ducts produced at a height h in pipes and the use of pressure differences in the atmosphere for water delivery from greater depths. Due to above-ground and underground tangential inflows, potential vortices are generated in conveyor pipes above the water level, the rising vortex cores of which carry a water film and transport them to a separating device.
  • the application of the method is inexpensive since no further mechanical devices are necessary. No environmental pollution can be produced either, because here too the natural model of so-called water pants is technically reproduced.
  • the use of the method according to the invention is particularly economical for desalination.
  • Sea water is evaporated, for example with solar energy.
  • Suction units manufactured in pipes by means of wind energy at a height h draw the water vapor into a flow, operate cooling devices and produce temperature reductions in coolants.
  • cooling circuits for example, the inner pipe jacket surfaces are cooled and water vapor is condensed.
  • Another area of application according to the invention is the economic use of the tidal currents of the seas for the generation of electrical energy.
  • the problem of the flow velocities of the tidal currents which are too low for economical use, can be partially solved by using the method by producing potential vortices in hollow cylinders and required speed is generated in vortex cores.
  • the hollow cylinders are to be arranged in such a way that the masses withdrawn at the top in the middle, parallel to the axis of rotation, flow tangentially into the bottom of the hollow cylinders and potential vortices are driven with the pressure differences in the seawater. This results in stable operating states of the potential vortices in both flow directions.
  • Fig. 1 shows a longitudinal section of a device with tubular walls and openings
  • Fig. 2 shows a longitudinal section of a device with helical openings
  • Fig. 3 shows a device for the use of wind energy in a modular design, in a schematic illustration
  • Fig. 4 shows a device for the use of wind energy on buildings, in a schematic representation
  • Fig. 5 a device for using wind energy for water lifting systems
  • Fig. 6 shows a device modified according to FIG. 1 with regard to the slots
  • Fig. 7 a device modified with regard to the slots according to FIG. Second
  • the device for carrying out the method consists of a double pipe 4; 5, with longitudinally arranged openings 7 and webs 6 forming inflow openings.
  • the direction of flow is represented by arrows.
  • vortex tubes 13 generated under inflow pressure in a parallel flow flow in the tangential inflow openings formed by the webs 6 into the space between cladding tube 4 and suction tube 5.
  • angular momentum is introduced into the vortex tubes 13 and the pitch angle of the helix lines to be formed is defined.
  • the openings 7 are formed so that the vortex tubes 13 cannot flow through them.
  • the cladding tube 4 and the suction tube 5 create a balance of forces on the vortex tubes 13 so that they continue to flow on the predetermined helical lines, generate a charge state on the suction tube 5 and align molecules according to the charge in parallel directions of movement via the openings 7.
  • the charge forms a pole on the intake manifold 5, which is to be referred to as a positive pole.
  • Current to a negative pole which reacts from the suction pipe 5 directly or indirectly into the parallel flow via connected devices.
  • the field lines of this state of charge close above the cladding tube 4. In the start-up state, the molecules of the suction tube 5 pre-accelerate to the positive pole.
  • the suction pipe 5 with the webs 6 forming tangential inflow openings is extended by inner coils 12 distributed over 360 °, which form part of a suction pipe 5 in terms of fluid mechanics. These are wound with the pitch angle prescribed for the vortex tubes 13.
  • An equal number of outer helices 11 are attached to the webs 6, which form a cladding tube 4 in terms of fluid mechanics. They are wound with the same pitch angle as the inner helices 12.
  • Outer gaps 15 are arranged between the outer coils 11 and 12 inner gaps 14 between the inner coils. Outer helix 11 and inner helix 12 begin at the webs 6, so that circumferential columns 14; 15 exist.
  • each vortex tube 13 between the inner and outer coils 12; 11 a circumferential, fluid-mechanical guidance of single or multi-turn screw vortices.
  • Reaction forces of four helical surfaces act on one vortex tube 13 each, so that the vortex tubes 13 between the outer helices 11; 11 and inner helices 12; 12 are performed in the balance of forces.
  • the required length of the device is determined by the introduction of angular momentum, which sets the central axes of the vortex tubes to a common axis of rotation.
  • the generation of the charge state and the pre-acceleration of a core flow in the intake manifold 5 have already been described according to Fig.l.
  • the openings 7 of cladding tubes 4 and suction tubes 5 can be implemented in many variations.
  • additional longitudinal slots can be arranged on the outer helices 11 in order to make the active surfaces of the outer gaps 15 of cladding tubes 4 and the inner gaps 14 of suction tubes 5 of the same size.
  • the webs 6 according to FIG. 2 are not arranged radially, as shown, but, for example, radially and tangentially and under the outer helices 11 as inlets, then the device can be reduced to the outer helices 11 with the same function.
  • the devices for carrying out the method shown in FIGS. 1 and 2 can be used in many different ways. 3 shows a schematic representation of the modular construction for the use of wind energy. The devices according to FIGS.
  • a vortex module 20 is formed from a concentrator 16, a wind vane 17 and a suction pipe 5, which is mounted on a power module 21 so as to be rotatable through 360 °.
  • the concentrator 16 consists of a plurality of vortex generators 1, which are arranged on a rectangular, square or other frame 2.
  • the maximum number of vortex generators 1 is defined in terms of fluid mechanics by the diameter of the vortex tubes 13 to be generated and the circumference of the suction tube 5.
  • Vortex engine 18 and frame 2 are connected to one another by means of a flow-through surface 3, which is inclined uniformly with the pitch angle of the screw vortex provided to the inflow surface in the direction of vortex engine 18.
  • the wind vane 17 for automatic wind tracking is firmly connected to the frame 2 and the suction pipe 5, so that a stable vortex module 20 is formed.
  • the power module 21 consists of a hollow cylinder 27 with a base plate 28 and cover plate 29, into which the suction pipe 5 opens, rotatably mounted in the center.
  • a generator 24 is arranged centrally on the base plate 28. The generator 24 can also be arranged outside the power module 21.
  • a turbine 23 is arranged on the generator shaft.
  • Inflow openings 22 are made on the outer radii of the hollow cylinder 27 by flaps opening on the pressure side.
  • Vortex module 20 and power module 21 are fastened in a structure, not shown. It is expedient to arrange the power module at the top. This allows the concentrator to work in a simple manner protected against rain, snow and hail.
  • the inflow surface of the wind is divided into two planes with different inflow surfaces; both inflow surfaces create a common lee behind the device.
  • the speed concentrations in the vortex engine 18 cause a core flow directed into the lee, which generates a flow-mechanical flow through the power module 21 via the tangential inflow openings 22.
  • the blades of the turbine 23 are completely flowed around in the vortex core.
  • the speed of the turbine corresponds to the speed of the potential vortex, which acts as a rotating field.
  • the circulation T is calculated according to the relationship T - 2 ⁇ "v start " R (m 2 / s), with the outer radius R (m) and the inflow velocity Vsart in the inflow openings 22, caused by the vortex engine 18.
  • the circulation T depends directly on the outer radius R and the inflow velocity v start and is included in the square of the energy calculation.
  • this module construction results in a wind energy amplification in the power module 21, which is supported by the entropy behavior of the atmosphere.
  • the amplification process is described in that initially only air is sucked out of the power module 21 with the vortex engine 18 and the air volume of the power module is brought into the rotation calculated above. In this Rotation stores kinetic energy (work).
  • the kinematic viscosity v of the air changes in the vortex.
  • the vortex Since very large circumferential speeds v u can be set, the vortex also acts like a cyclonic dust separator, material loads due to abrasion and the impact of solid masses do not take place.
  • the turbines 23 have long running times which are matched to the running times of generators and can be manufactured economically.
  • a further embodiment variant is shown schematically in FIG.
  • the advantages of the modular construction described above can be transferred to building structures 30.
  • Concentrators 16 are arranged on the roof of the building structure 30.
  • the suction pipes 5 are connected to an internally arranged shaft 31 which ends in the middle of the power module 21.
  • the power module 21 is, for example, partially integrated into the high-rise structure 30, partially as an above-ground structure.
  • the height h of the building structure determines the pressure difference in the atmosphere, the heights h ⁇ . and h 2 the pressure differences that can be used in the power module.
  • the tangential inflow of the masses into the power module 21 takes place via the inflow shaft 32, and are emitted at the height hi and h 2 downstream in the wind flow. Larger electrical power generation services can be installed economically.
  • Building structures 30 are given a completely new, previously unknown function. In particular, the footprint for wind energy use is significantly reduced compared to the prior art and the natural environment near the ground is relieved. Since the global trend towards greater heights of building structures 30 already exists in the building industry, economically advantageous additional uses are now also possible according to the invention. There are many variants for the design of building structures. 5 For example, power modules 21 can be designed as underground structures in and / or next to the foundations of the high-rise building 30, which further reduces the environmental impact. Overall, there is the possibility of quickly increasing the wind energy used to generate electrical energy to larger proportions of the total consumption in a territory than previously assumed.
  • concentrators 16 with suction pipes 5 and vortex engines 18, not shown are arranged on a tubular mast 37, which leads the suction train downwards.
  • the tubular mast 5 is arranged on a separator 35, on the separator 35 a pipe 33 of the same size is suspended in an inflow shaft 32, which ends in a layer carrying water.
  • a float 34 with tangential inflow openings 8 is arranged on the pipe 33, so that the suction in the pipe 33 acts on the water surface and the air flowing in above the water surface produces a strong vortex.
  • the rising vortex tube leads a water film up to the separator 35. Due to the effects of centrifugal force, the water is separated and the air continues to flow upwards.
  • the guidance of the vortices in the vortex engine can be kept relatively short. It was shown that two revolutions of the vortices in the vortex engine are sufficient.
  • the method according to the invention for generating usable energies is used in water flows according to the previously described method steps and therefore does not need to be explained further.
  • the rules applicable to hydrotechnical systems must be observed.
  • the method can be used with great economic advantages, particularly for tidal power plants.

Abstract

Das Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren ermöglicht eine direkte Strömungsenergiekonzentration der mittleren Energie einer Anströmfläche in Saugrohren und die wirtschaftliche Nutzung von Saugzügen. Verfahrensgemäß strömen in einer Parallelströmung hergestellte Wirbelröhren tangential zwischen rohrartigen Wänden mit Durchbrüchen ein, werden zu Schraubenwirbeln formiert, erzeugen Ladungszustände im Bereich von rohrartigen Wänden, richten Moleküle in Bewegungsrichtungen aus, rufen im Anfahrzustand vorbeschleunigte Kernströmungen im Inneren rohrartiger Wände hervor, erzeugen rückwirkend in hochfrequenten Oszillationen Saugzug in Rohren, fließen stromab an vorbeschleunigten Kernströmungen haftend weiter, induzieren größere Geschwindigkeiten der Kernströmungen und rufen im Betriebszustand größere Saugzüge in Rohren hervor. Das Verfahren ist zur Strömungsenergienutzung vorzugsweise in Luft und Wasser anwendbar, die Wirtschaftlichkeit von Strömungsenergiekonzentrationen wird erhöht. Es können beliebige Flächen in einer Parallelströmung genutzt werden, Grenzen sind nur durch die möglichen Baugrößen von hohlzylinderartigen Vorrichtungen gesetzt. Beispielsweise zur Windenergienutzung können größere Leistungen im Megawattbereich installiert und wirtschaftlich betrieben werden.

Description

Verfahren und Vorrichtung zur Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zur mehrfachen Konzentration, Speicherung und zur energetischen Nutzung von Strömungsenergie, wobei in einer oder mehreren Ebenen einer Parallel- Strömung Strömungsenergie in Wirbeln und WirbelStrömungen geschwindigkeits- und massenkonzentriert wird. Durch Fortleitung von konzentrierter Strömungsenergie zu kleineren Wirkungsräumen wird die energetische Nutzung in technischen Einrichtungen zu verschiedenen Anwendungszwecken wirtschaftlicher gestaltet.
Beispielsweise zur Windenergienutzung werden in staudrucknutzenden Strδmungsmodulen erzeugte Drehströmungen eingesetzt. Staudrucknutzende Strömungsmodule weisen mittige Ausströmöffnungen und für beliebige Anströmrichtungen Einströmöffnungen herstellende Klappensysteme auf . In einem Strömungsmodul ist ein antreibender Potentialwirbel hergestellt, in dessen Wirbelkern eine Turbine ange- trieben wird. In einem Wirbelrohr wird durch eingelagerte Wirbel- Strömungen induktiv ein in das Lee von Strömungsmodulen abströmender Volumenstrom eingestellt, der nach der Kontinuitätsbedingung aus dem Unterdruckkern eines Potential irbeis aufgrund des Entropieverhaltens der Atmosphäre nachgeliefert wird. Eine Turbine ist auf einer Generatorwelle angeordnet. In dem Vertikalachsen- Hohlkörper-Rotor werden bei Abbremsung durch Energieaustrag Wirbelströmungen generiert. Mit Anwendung des Verfahrens wird eine Erhöhung der Umfangsgeschwindigkeiten des antreibenden Potential- wirbeis unter Last erreicht, es können größere Masseströme durch das Wirbelsystem durchgesetzt werden. Die Lastkennlinie des Rotors wird annähernd kongruent zu einer Generatorkennlinie eingestellt. Es resultiert ein stabiles Leerlauf-Lastverhalten des Rotors.
Aus der DE-Zeitschrift Sonnenenergie 2/84 ist die Theorie der Stromungsenergiekonzentration, aus der DE-PS 33 30 899 eine Anord- nung zur Konzentration von Strömungsenergie bekannt. Das Strömungsfeld um einen beliebig geformten Wirbelfaden und das elektrotechnische Feld um einen beliebig gebogenen, drahtförmigen
Leiter werden durch den gleichen Zusammenhang beschrieben: das
Biot-Savartsche Gesetz. Wickelt man einen Wirbelf den mit der In- duktion T zu einer Spule auf, kommt es zu einer Konzentration von
Geschwindigkeit über der Wickelachse. Die Zusatzgeschwindigkeit vz ergibt sich aus der Beziehung vz = T*n/1, wobei n die Wirbelzahl und 1 die Spulenlänge in Metern analog zur Elektrotechnik sind. Werden Wirbel an sternförmig schräg aufgestellten Tragflügeln generiert, entstehen der Tragflügeltheorie entsprechende Randwirbel, welche durch Eigeninduktion stromab eine Doppelwirbelschichtspule bilden. Man kann auf diese Weise mehrere Wirbelfäden zu einem mehrgängigen Wirbelspulen-Konzentrator aufwickeln. Erstmals wurde nachgewiesen, daß aus einer Druckdifferenz zum statischer Druck der Atmosphäre mit technischen Systemen partiell direkt in kinetische Energie gewandelt werden kann. Alle Vorgänge sind in einer Parallelströmung mit in dieser partiellen Ordnung strömenden Masseteilchen nachvollziehbar. Es können getriebelose Anlagen zur Nutzung der erzeugten Kernströmung errichtet werden. Strömungsenergie wird direkt genutzt, die Pulsation des Windes wirkt in senkrechter Anströmung schwingungserzeugend und damit nachteilig auf den Konzentrator. Die Konzentratorflache wird größer als die projizierte Anströmfläche freifahrender Windräder vergleichbarer Leistung. Eine wirtschaftliche Nutzung wurde nicht be- kannt.
Aus der WO 92/ 21878 ist ein Verfahren zur Herstellung einer dynamischen Wirbelspule bekannt, wobei in einem Strömungsmodul aus einem Potentialwirbel mittels ortsfester oder rotierender Wirbeler- zeuger WirbelStrömungen generiert und danach innerhalb des Strömungsmoduls in der Hauptströmung zu einer induzierenden Wirbel- spule aufgewickelt werden. Es resultiert ein leistungsstabiles Verhalten einer Turbine, die nach diesem Verfahren arbeitet. Die Drehzahlkennlinien sind linearisiert, die Leistungskennlinie ist einer Generatorkennlinie angepaßt. Problematisch ist die erziel- bare Leistung, da sie direkt vom durchgesetzten Volumenstrom abhängt. Es sind Verstärkungen des Volumenstromes vorgeschlagen, die jedoch in nur einer strömungsmechanischen Variante nutzbar wurden.
Bei allen bekannten Verfahren und vorgeschlagenen Lösungen ist nachteilig, daß der direkte Übergang von Wirbelströmungen, die in einer ParallelStrömung hergestellt wurden, in eine in der Parallelströmung hergestellte ZwangsStrömung nicht möglich ist. Die WirbelStrömungen weichen einem höheren Druck aus und platzen auf . Bei geringerem Druck platzen sie ebenfalls auf.
Weiter ist ein Verfahren vorgeschlagen, wonach in mehreren Ebenen einer oder mehrerer, quadratischer und/oder rechteckiger Anströmflächen parallele Wirbel generiert und Geschwindigkeitskonzen- trationen unter Anströmdruck in Wirbelerzeugern hergestellt werden. Die Übertragung der in der Parallelströmung in Wirbelröhren geschwindigkeitskonzentrierten Strömungsenergie erfolgt durch Wirbelstreckungen. Zugleich wird unter Anströmdruck Drehimpuls in Zwangsströmungsräume eingeleitet und Wirbel gleicher Drehrichtung generiert, in welche in der ParallelStrömung hergestellte Wirbelröhren gleicher Drehrichtung unter Überdruck in die Unterdruck- kerne implantiert und parallele Hauptströmungen hergestellt werden, in denen die implantierten Wirbelröhren zu Wirbelrohren fließen und in Drehströmungen eingelagert werden. Sie fließen über äu- ßeren Mantelflächen von Saugrohren, die Reaktionskräfte formieren sie zu mehrgängen Wirbelschrauben. Am Ende der Saugrohre gehen sie in freie Strömungsräume der Wirbelrohre über und werden zu mehrgängigen, induzierenden Wirbelspulen, die Masseströme in den Saugrohren hervorrufen. Die Anzahl der formierten Wirbel geht propor- tional in die induzierte Zusatzgeschwindigkeit ein und bestimmt wesentlich die Leistungsfähigkeit dieser Wirbelspulen. Über die Saugrohre werden Masseströme aus den antreibenden Potentialwirbeln abgezogen. Nach dem vorgeschlagenen Verfahren ist es möglich, auf größeren Anströmflächen die mittlere Energie einer Anstromung in einer Vielzahl von Geschwindigkeitskonzentrationen in Wirbelröhren mit hoher Stabilität in höhere und niedere Energieniveaus in und an einer Vorrrichtung zu disproportionieren. Die auf der Anströmseite konzentrierte Energie bildet ein nutzbares Potential in und an der Vorrichtung. Der Flächenausnutzungsgrad in der ersten Stufe der Disproportionierung steigt wesentlich. Die zweite Stufe der Disproportionierung besteht in der Herstellung von Wirbelspulen durch räumliche Konzentrationen der Wirbelröhren, welche Zusatzgeschwindigkeiten induzieren und Saugzüge in Rohrleitungen hervorrufen. Die dritte Stufe der Disproportionierung wird in Potential- wirbeln durch Anschluß von Saugzügen an deren Unterdruckkerne hergestellt, in deren Wirbelkernen Turbinen angetrieben werden. Verfahrensgemäß kann nun auch die Geschwindigkeit auf äußeren Radien dieser Potentialwirbel und damit deren Speicherfähigkeit an kinetischer Energie eingestellt werden. Die Potentialwirbel sind zugleich strömungsmechanische Getriebe und Arbeitsspeicher mit stationären Strömungsprozessen.
In einem derartigen Wirbelsytem einer Vorrichtung sind die gewünschten Masseströme stufenweise und stufenlos einstellbar. Insbesondere kann die Anwendung des Verfahrens mehrfach in Bau- gruppen einer Vorrichtung erfolgen. Die hergestellten Saugzüge lassen sich auf einen größeren Saugzug in der Vorrichtung konzentrieren, so daß auf diese Weise die gewünschten, nutzbaren Massenströme mit höheren Geschwindigkeiten hergestellt werden können.
Es können auch bei Dauerbetrieb der Vorrichtungen keine Umweltbeeinträchtigungen produziert werden. Lebende Arten können nicht beeinträchtigt werden. Bei der Herstellung von Wirbelspulen wirkt es sich nachteilig aus, daß bei wechselnden Anströmgeschwindigkeiten sowohl die Leistung als auch die Steigungswinkel ß von den Anströmgeschwindigkeiten abhängig sind und die Wirbelröhren in der Wickelphase in eine starke ZwangsStrömung eingelagert werden müssen. Ein weiteres Problem entsteht dadurch, dass die Wirbelröhren in der Wickelphase von der Parallelströmung getrennt werden und nach der Wickelphase wieder in die ParalelStrömung übergehen müssen. In diesen qualitativen Änderungen der Existenzbedingungen der Wirbelröhren können indifferente Strömungszustände entstehen, welche die beabsichtigte geometrischen Anordnung der Wirbelröhren verhindern bzw. die Leistungsfähigkeit einer Wirbelspule stark einschränken können.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und eine Vorrichtung zu schaffen, nach welchen es möglich wird, die Existenzbedingungen von Wirbelrδhren in allen erforderlichen Wandlungen während der räumlichen Konzentration und der nachfolgenden Induktionsphase in einer Parallelströmung annähernd konstant zu halten. Weiterhin ist es Aufgabe der Erfindung, zur Durchführung des Verfahrens eine Vorrichtung zu schaffen, welche in einer Pa- rallelströmung Wirbelröhren in stabile, schraubenartige Fließlinien überführt, eine Anfahrbeschleunigung einer Kernströmung ermöglicht und eine Serienfertigung von montierbaren Baugruppen zur Erhöhung der Wirtschaftlichkeit ermöglicht.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß nach dem Oberbegriff des Haupt- anspruchs durch dessen kennzeichnenden Teil gelöst.
Erfindungsgemäß werden in einer Parallelströmung Wirbelröhren erzeugt, welche zwischen rohrartigen Wänden, Durchbrüche von rohrartigen Wänden überqueren und/oder an gewendelten Durchbrüchen entlangfließen, im Bereich der rohrartigen Wände Ladungszustände er- zeugen, Fluidmoleküle ladungsgemäß induktiv in Bewegungsrichtungen ausrichten, zugleich im Anfahrzustand Kernströmungen vorbeschleunigen, stromab an Kernströmungen haftend als Schraubenwirbel weiterfließen, Zusatzgeschwindigkeiten induzieren und die Kernströmungen in einen stabilen Betriebszustand versetzen. Dazu werden in partiellen Staudruckgebieten einer Parallelströmung in Wirbelerzeugern unter Anströmdruck erzeugte Wirbelröhren definierte Strecken in teilweise durchströmten Staudruckgebieten zu rohrartigen Wänden an durchströmten Flächen fortgeleitet. Die Wir- beiröhren nehmen unter dem Anströmdruck einen definierten Abstand zu den durchströmten Flächen ein. Die durchströmten Flächen weisen einen Winkel zur Anstromung auf, welcher dem Steigungswinkel der herzustellenden ein- oder mehrgängigen Schraubenwirbel entspricht. Die Einströmung zwischen die rohrartigen Wände erfolgt unter An- strömdruck zwischen tangentialen, senkrecht zu den rohrartigen Wänden verlaufenden Stegen, welche den Wirbelröhren den erforderlichen Drehimpuls zur Krümmung ihrer Mittelachsen aufprägen.
Das Verfahren besteht weiter darin, dass in einer Parallelströmung hergestellte Wirbelröhren unter Anströmdruck zwischen rohrartigen Wänden, welche mit Durchbrüchen versehen sind, tangential einströmen. Rohrartige Wände mit Durchbrüchen können beispielsweise äußere Hüllrohre und innere Saugrohre sein, die auch als mehrgängige, schraubenartige Wendelrohre mit Spalten zwischen den Wendeln ausgeführt sein können. Wirbelröhren werden zwischen den Wendeln auf ein- oder mehrgängigen Schraubenlinien strömungsmechanisch geführt, in die Wirbelröhren wird Drehimpuls eingeleitet, zugleich sind sie über die Spalten mit der Parallelströmung strömungsmechanisch verbunden, die Mittelachsen der Wirbelröhren werden auf eine gemeinsame Drehachse eingestellt. Werden die Stege tangential zu den rohrartigen Wänden als Einlaufe unter den Außenwendeln ausgeführt, dann kann die Vorrichtung bei gleicher Funktion auf die Anordnung von Außenwendeln 11 reduziert werden. Die Wendeln sind geoometrisch so auszubilden, dass die Wirbelröhren durch drei Re- aktionskräfte im Gleichgewicht gehalten werden, die aus den Oberflächen der Wendeln und der Kernströmung resultieren. Durchbrüche können auch als Längsschlitze ausgeführt sein, die von den Wirbelröhren durch die tangentiale Einströmung auf ein- oder mehrgängigen Schraubenlinien mit einem vorgegebenen Steigungswinkel überquert werden.
Zugleich werden an den rohrartigen Wänden Ladungszustände erzeugt, über die Durchbrüche Moleküle ladungsgemäß in Bewegungsrichtungen ausgerichtet, Kernströmungen im Anfahrzustand vorbeschleunigt und rückwirkend hochfrequent oszillierender Saugzug in Saugrohrteilen ohne Durchbrüche erzeugt. Die Oszillationsfrequenz ist durch die Umfangsgeschwindigkeit der Wirbelröhren determiniert. Zugleich werden entsprechende Ladungszustände im äußeren Bereich der Hüll- rohre erzeugt, so daß sich in der Parallelströmung über den Hüllrohren Potentialwirbel herausbilden. Nach den Helmholtz^sehen Wir- belsätzen haften Wirbel an der Materie. Stromab haften die Wirbelröhren nach Verlassen der rohrartigen Wände an vorbeschleunigten Kernströmungen und fließen mit diesen weiter. Der Anfahrzustand geht in den Betriebszustand dadurch über, dass nun die Induktionsleistung der Schraubenwirbel vollständig auf die Kernströmungen übertragen und im Betriebszustand größere Geschwindigkeiten der vorbeschleunigten Kernströmungen und damit größere Saugzüge in Saugrohren hervorrufen werden. Es entsteht, analog zur elektromag- ■ netischen Durchflutung einer stromdurchflossenen Spule, eine wirtschaftlich nutzbare, strömungsmechanische Durchflutung einer Vor- richtung in einer Parallelströmung. Diese kann auf Hohlzylinder übertragen werden, indem mittig drehachsenparallel Saugzug angelegt und über tangentiale Einströmungen auf äußeren Radien Potentialwirbel generiert werden.
Der qualitative Sprung von der ungeladenen Parallelströmung zu einer selbständigen, partiell in der Parallelstromung existierenden, mit einem Ladungszustand versehenen neuen Strömungsform erfolgt an einer technischen Vorrichtung, die man analog zur Elektrotechnik als Arbeitswiderstand in der Parallelströmung auffassen kann. Diese Betrachtungsweise macht deutlich, dass die resultierenden Verluste durch das erfindungsgemäße Verfahren klein gehalten wer- den können. Die erzeugten Wirbelröhren sind auch in der räumlichen Konzentrations- und Induktionsphase mit der erzeugende Parallel- Strömung direkt und rückwirkend indirekt verbunden, ihre Existenzbedingungen bleiben unverändert. Es resultieren stabile, wirtschaftliche nutzbare Geschwindigkeitskonzentrationen in der Pa- rallelStrömung.
Erfindungsgemäß können Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens in Fahrt- und/oder Flugrichtung von Fortbewegungsmitteln in Bewegungsrichtung vor den Fortbewegungsmitteln Luft und/oder Was- ser absaugen und entgegen der Bewegungsrichtung Strahlströmungen erzeugen. Die Absaugung von Luft und/oder Wasser zur Stabilisierung der Bewegungsrichtung kann nach äußeren Strömungsverhältnissen durch eine Vorrichtung eingestellt werden. Es entsteht die neue Wirkung, dass beispielsweise Flugzeuge oder Luftschiffe zu- sätzliche strömungsmechanische Antriebe erhalten, welche einen Teil der unvermeidlich gegen das Flugzeug oder Luftschiff anströmenden Bremsenergie in Wirbelröhren konzentrieren und mittels ein- oder mehrgängiger Schraubenwirbel in Antriebsenergie wandeln. Bei durchschnittlichen Reisegeschwindigkeiten von 900km/h steigen die Anströmgeschwindigkeiten der Wirbelerzeuger auf etwa 250m/s. Die Vorrichtungen am Rumpf oder an den Tragflügeln weisen geringe Baugrößen auf, die C02-Produktion durch Flugzeuge kann wesentlich verringert werde . Bei Luftschiffen herrschen kleine Reisegeschwindigkeiten vor, ent- sprechend sind die Vorrichtungen am Rumpf größer auszuführen. Besonders vorteilhaft zur Verringerung der C02-Produktion ist es beispielsweise bei Straßenfahrzeugen, auf dem Dach des Führerhauses von Nutzkraftfahrzeugen Schlauchwirbelerzeuger anzubringen und das erfindungsgemäße Verfahren anzuwenden, um Luft vor dem Nutz- kraftfahrzeug abzusaugen. Es resultieren Herabsetzungen des Strömungswiderstandes und Kraftstoffeinsparungen. Da die Anströmgeschwindigkeiten während der Fahrt bei etwa 25m/s liegen, können mit kleinen Baugrößen der Schlauchwirbelerzeuger wirtschaftlich nutzbare Zirkulationen der Wirbelröhren mit größeren Saugleistun- gen der mehrgängigen Schraubenwirbel hergestellt werden. Die Veränderungen des Aussehens der Nutzkraftfahrzeuge sind geringfügig und wirken nicht störend. In gleicher Weise können die mehrgängigen Schraubenwirbel auch am Unterboden hergestellt werden, wodurch eine schon genau abgegrenzte Strömungsfläche abgesaugt wird. Auf diese Weise kann mit relativ geringem Aufwand die C02-Produktion bei Nutzkraftfahrzeugen wesentlich verringert werden. Die wirtschaftlichen Vorteile beim Straßentransport durch Kraftstoffeinsparungen werden durch die Verringerung der C02-Produktion sinnvoll ergänzt. Weiterhin ist auch möglich, nach dem erfindungsgemäßen Verfahren Vorrichtungen zur Elektroenergieerzeugung mit Leistungsmodulen, die als flache Scheibenwirbeln ausgebildet sind, zu betreiben und Batterien zu laden.
Prinzipiell bestehen gleiche Möglichkeiten auch bei Personenkraft- wagen. Die Anforderungen an das Design sind hier wesentlich größer. Es ist jedoch möglich, die Schlauchwirbelerzeuger in die Karosse zu integrieren, so daß über Dach oder am Unterboden nur die mehrgängigen Schraubenwirbel erzeugt werden müssen. Da die Reisegeschwindigkeiten bei Personenkraftwagen noch größer sein können, liegen die Anströmgeschwindigkeiten der zwischen 25m/s und etwa 55m/s. Die erforderlichen Baugrößen zur Erzeugung wirtschaftlich nutzbarer Zirkulationen der Wirbelröhren sinken. Zur Erzeugung von Elektroenergie werden in Rohren hergestellte Saugzüge strömungsmechanisch drehachsenparallel über der Mittelachse von Hohlzylindern angeschlossen, die als an sich bekannte Leistungsmodule mit Generator und Turbine ausgebildet sind. Dabei können die Vorrichtungen mit einem Durchmesser, welcher dem Durchmesser der Innenräume von Turbinen entspricht, direkt über der mittigen Ausströmöffnung der Leistungsmodule angeordnet werden. Erzeugte Wirbelröhren können dann über der Deckplatte der Leistungsmodule zur Vorrichtung geführt werden, seitlich einströmen, erhalten Drehimpuls und strömen in einem Abströmrohr als ein- oder mehrgängiger Schraubenwirbel weiter. Diese Anordnung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens hat den besonderen Vorteil, dass die Stromungsenergiekonzentration auf kleinsten Strecken direkt in die Leistungsmodule hineinwirkt und strömungsmechanische- Verluste minimiert. Zugleich hat sie die Funktion einer Anfahrhilfe, da die Schraubenwirbel bereits arbeiten, ehe im Leistungsmodul ein Potentialwirbel generiert ist, was für Schwachwindnutzung besonders vorteilhaft ist . Durch tangentiale Einströmungen auf äußeren Radien von Hohlzylindern werden durch den Saugzug Po- tentialwirbel generiert. Die strömungsmechanische Durchflutung dieser Vorrichtung ist zur wirtschaftlichen Nutzung nach der Beziehung Ein = (r2hp/4π) InR/r (J=Ws) mit der Zirkulation r(m2/s), der Bauhöhe h(m) , der Dichte p(kg/m3), dem äußeren Radius R(m) sowie dem inneren Radius des Wirbelkerns r(m) berechenbar. Dabei be- stimmt der äußere Radius R und die durch den mittigen Saugzug eingestellte tangentiale Einströmgeschwindigkeit auf diesem Radius R die Zirkulation T . Konstruktiv kann also festgelegt werden, wieviel Arbeit gespeichert werden soll, um in den Wirbelkernen dieser Potentialwirbel Turbinen zur Elektroenergieerzeugung anzutreiben. Es wurde gefunden, daß in Wirbelkernen ausgetragene mechanische Energien aus Gründen der Drehimpulserhaltung (vu r = konstant) und aufgrund des Entropieverhaltens der Atmosphäre auf äußeren Radien der Potentialwirbel • durch Wandlungen von Druck und/oder teilweise Freisetzung der thermischen Geschwindigkeit der Moleküle im Unter- druckkern wieder eingetragen werden. Weiterhin entsteht erfindungsgemäß die neue Wirkung, daß zur Windenergienutzung auf einer Höhe h auf Rohrmasten hergestellte Saugzüge in den Rohrmasten Auftrieb mittels Dichteunterschieden erzeugen. Damit kann die Vorrichtung wirtschaftlich so ausgestaltet werden, dass auf einer Höhe h nur Konzentratoren auf Rohrmasten über 360° drehbar gelagert werden, während alle für die Erzeugung und Fortleitung nutzbarer Energien erforderlichen Einrichtungen ober- und/oder unterirdisch angeordnet werden. Die Ausnutzung von Druckunterschieden in der Atmosphäre wird auf diese Weise möglich, es findet eine Verstärkung der Windenergie statt. Ober- und/oder unterirdisch angelegte Hohlzylinder werden mittig drehachsenparallel an die Rohrmaste angeschlossen, so daß eine Absaugung aus den Hohlzylindern erfolgt. Durch oberirdische und/oder unterirdische, tangentiale Einströmungen werden Potential irbel generiert, welche Arbeit speichern und in ihren Wirbelkernen Turbinen zur Elektroenergieerzeugung antreiben. Aufgrund der Tatsache, daß nur strömungsmechanische Konzentrationen zur Saugzugerzeugung in größeren Höhen h erfolgen müssen, können wegen der möglichen Leichtbauweisen größere Windflächen genutzt und große Dichteunterschiede in Rohrmasten erzeugt werden. Bei ober- und/ oder unterirdischer Anordnung der Generatoren und Turbinen sind die Gewichte der Bauteile nicht mehr kostentreibend. Es können kostengünstig sehr große Leistungen installiert werden.
Die Nutzung vorhandener Hochbauten ist nach dem erfindungsgemäßen Verfahren möglich, indem die Konzentratoren auf dem Hochbau angeordnet werden und Saugrohrleitungen nach unten geführt werden. Bei der Planung von Neubauten kann mit dem erfindungsgemäßen Verfahren eine zusätzliche wirtschaftliche Nutzung von Hochbauten zur Nut- zung erneuerbarer Energien erreicht werden. Die Rohrmasten können in einfacher Weise als Schächte in die Hochbauten eingefügt und der Hochbaukörper als Auflager für die Konzentratoren genutzt werden. Zur Verringerung der C02-Produktion von Heizungsanlagen in Hochbauten auf Kohle-, Heizöl- oder Heizgasbasis kann mit der An- wendung des erfindungsgemäßen Verfahrens ein sehr großer Beitrag geleistet werden. Dazu ist eine Vielzahl von Vorrichtungen an die vorhandenen Heizungsanlagen leistungsmäßig anzupassen, so dass mit Windstrom im Rücklauf der Heizungsanlage Wärme erzeugt wird und die Regelungen automatisch den Brennstoffverbrauch verringern. Da die Heizlastkurven mit dem Windenergiedargebot im Jahresgang kor- relieren, können hier mit geringen Kosten große Brennstoffeinsparungen und damit wesentliche Reduzierungen der C02-Produktion erzielt werden.
Ein weiteres Anwendungsgebiet nach dem erfindungsgemäßen Verfahren ist die wirtschaftliche Nutzung von auf einer Höhe h in Rohren hergestellte Saugzügen und die Ausnutzung von Druckunterschieden der Atmosphäre zur Wasserförderung aus größeren Tiefen. Durch oberirdische und unterirdisch tangentiale Einströmungen werden über dem Wasserspiegel Potentialwirbel in Förderrohren generiert, deren aufsteigende Wirbelkerne einen Wasserfilm mitführen und zu einer Abscheideeinrichtung transportieren. Die Anwendung des Verfahrens ist kostengünstig, da keine weiteren mechanischen Einrichtungen notwendig sind. Es können auch keine Umweltbelastungen produziert werden, da auch hier das natürliche Vorbild einer soge- nannten Wasserhose technisch nachgebildet wird.
Zur Meerwasserentsalzung ist die Anwendung des erfindungsgemäßen Verfahrens besonders wirtschaftlich. Meereswasser wird, beispielsweise mit Solarenergie verdampft. Mittels Windenergienutzung auf einer Höhe h in Rohren hergestellte Saugzüge ziehen den Wasser- dampf in einen Förderstrom, betreiben Kühleinrichtungen und stellen Temperaturabsenkungen in Kühlmitteln her. In Kühlkreisläufen werden beispielsweise die inneren Rohrmantelflächen gekühlt und Wasserdampf kondensiert .
Ein weiteres Anwendungsgebiet nach der Erfindung ist die wirtschaftliche Nutzung der Gezeitenströmungen von Meeren zur Elektroenergieerzeugung. Das Problem der für eine wirtschaftliche Nutzung zu geringen Fließgeschwindigkeiten der Gezeitenströmungen kann mit Anwendung des Verfahrens partiell einer Lösung zugeführt werden, indem in Hohlzylindern Potentialwirbel hergestellt und die für Ge- neratoren erforderlichen Drehzahlen in Wirbelkernen erzeugt wird. Dabei sind die Hohlzylinder so anzuordnen, daß die oben mittig drehachsenparallel abgezogenen Massen unten tangential in die Hohlzylinder nachströmen und mit den Druckunterschieden im Meeres- wasser Potentialwirbel angetrieben werden. Es resultieren stabile Betriebszustände der Potentialwirbel in beiden Strömungsrichtungen.
Ebenso können ständig vorhandene Strömungen kleinerer Fließgeschwindigkeiten einer wirtschaftlichen Nutzung zugeführt werden.
Die Erfindung soll nachfolgend an einem Ausführungsbeispiel näher erläutert werden. In den zugehörigen Zeichnungen zeigen:
Fig . 1 einen Längsschnitt einer Vorrichtung mit rohrartigen Wänden und Durchbrüchen
Fig . 2 einen Längsschnitt einer Vorrichtung mit gewendel- ten Durchbrüchen,
Fig . 3 eine Vorrichtung zur Windenergienutzung in Modulbauweise in schematischer Darstellung,
Fig . 4 eine Vorrichtung zur Windenergienutzung auf Hochbauten in schematischer Darstellung ,
Fig . 5 eine Vorrichtung zur Windenergienutzung für Wasserhebeanlagen,
Fig . 6 eine hinsichtlich der Schlitze modifizierte Vorrichtung gemäß Fig. 1,
Fig . 7 eine hinsichtlich der Schlitze modifizierte Vorrichtung gemäß Fig . 2.
Wie in Fig. 1 dargestellt, besteht die Vorrichtung zur Durchfüh- rung des Verfahrens aus einem Doppelrohr 4; 5, mit längs angeordneten Durchbrüchen 7 und Einströmöffnungen bildenden Stegen 6. Die Strömungsrichtung ist durch Pfeile dargestellt. Erfindungsgemäß fließen unter Anströmdruck in einer Parallelströmung erzeugte Wirbelröhren 13 in den durch die Stege 6 gebildeten tangentialen Einströmöffnungen in den Raum zwischen Hüllrohr 4 und Saugrohr 5. In den Einströmöffnungen wird Drehimpuls in die Wir- beiröhren 13 eingeleitet und der Steigungswinkel der zu bildenden Schraubenlinien definiert. Die Durchbrüche 7 sind so ausgebildet, daß die Wirbelröhren 13 sie nicht durchströmen können. Hüllrohr 4 und Saugrohr 5 erzeugen ein Kräftegleichgewicht an den Wirbelröhren 13, so daß sie auf den vorgegebenen Schraubenlinien weiter- fließen, am Saugrohr 5 einen Ladungszustand erzeugen und über die Durchbrüche 7 Moleküle ladungsgemäß in parallele Bewegungsrichtungen ausrichten. Die Ladung bildet am Saugrohr 5 stromab einen Pol, der als Pluspol bezeichnet werden soll. Stromauf einen Minuspol, welcher aus dem Saugrohr 5 direkt oder indirekt über angeschlos- sene Vorrichtungen in die Parallelströmung zurückwirkt. Die Feldlinien dieses Ladungszustandes schließen sich über dem Hüllrohr 4. Es resultiert im Anfahrzustand eine Vorbeschleunigung der Moleküle des Saugrohres 5 zum Pluspol. Im Betriebszustand, wenn alle Wirbelröhren 13 nur noch an der vorbeschleunigten Kernströmung haften und der Schraubenwirbel stromab weiterfließt, wirkt die volle Induktionsleistung des Schraubenwirbels auf die Kernströmung. Diese erreicht dann ihre größte Beschleunigung, wodurch im Saugrohr 5, im Bereich ohne Durchbrüche 7, eine hochfrequente Oszillation entsteht. Die Oszillationsfrequenz ist direkt von der Umfangsgeschwindigkeit vu der Wirbelröhren abhängig. Es resultiert im Saugrohr 5 eine Strömung mit mittlerer Geschwindigkeit, welcher durch das natürliche Entropieverhalten in einer Parallelströmung solange nutzbar ist, solange eine Parallelströmung über einer kritischen Geschwindigkeit existiert. Diese Strömung ist als Saugzug zur Erzeugung von Auftrieb in Rohren nutzbar. Im äußeren Bereich des Hüllrohres 4 entsteht in Abhängigkeit von der Fließrichtung der Wirbelröhren 13 ein Potentialwirbel, welcher den Schraubenwirbel einschließt und stabilisiert. In der Parallelströmung ist durch den Ladungszustand an der Vorrichtung partiell ein qualitativer Sprung vollzogen und eine neue, stabile Strömungsform an der Vorrichtung herausgebildet.
In Fig. 2 ist eine weitere Ausführungsform der Vorrichtung zur Durchführung des erfindungsgemäßen Verfahrens dargestellt. Das Saugrohr 5 mit den tangentiale Einströmöffnungen bildenden Stegen 6 wird durch über 360° verteilten Innenwendeln 12 verlängert, welche strömungsmechanisch einen Teil eines Saugrohres 5 bilden. Diese sind mit dem für die Wirbelröhren 13 vorgeschriebenen Steigungswinkel gewickelt. An die Stege 6 ist eine gleiche Anzahl von Außenwendeln 11 angefügt, welche strömungsmechanisch ein Hüllrohr 4 bilden. Sie sind mit dem gleichen Steigungswinkel wie die Innenwendeln 12 gewickelt. Zwischen den Außenwendeln 11 sind Außen- spalte 15 und zwischen den Innenwendeln 12 Innenspalte 14 angeordnet. Außenwendel 11 und Innenwendeln 12 beginnen an den Stegen 6, so daß umlaufende Spalten 14; 15 bestehen. Auf diese Weise erhält jede Wirbelröhre 13 zwischen Innen- und Außenwendeln 12; 11 eine umlaufende, strömungsmechanische Führung von ein- oder mehrgängi- gen Schraubenwirbeln. Auf jeweils eine Wirbelröhre 13 wirken Reaktionskräfte von vier Wendelflachen, so dass die Wirbelröhren 13 zwischen Außenwendeln 11; 11 und Innenwendeln 12; 12 im Kräftegleichgewicht geführt werden. Die erforderliche Länge der Vorrichtung ist durch die Einleitung von Drehimpuls bestimmt, der die Mittelachsen der Wirbelröhren auf eine gemeinsame Drehachse einstellt. Die Erzeugung des Ladungszustandes und die Vorbeschleunigung einer Kernströmung im Saugrohr 5 sind bereits nach Fig.l vorbeschrieben.
Die Durchbrüche 7 von Hüllrohren 4 und Saugrohren 5 können in vie- len Variationen ausgeführt werden. Beispielsweise können an den Außenwendeln 11 zusätzliche Längsschlitze angeordnet werden, um die aktiven Flächen der Außenspalte 15 von Hüllrohren 4 und der Innenspalte 14 von Saugrohren 5 gleich groß auszubilden. Werden die Stege 6 nach Fig. 2 nicht wie dargestellt radial, sondern beispielsweise radial und tangential und unter den Außenwendeln 11 als Einlaufe angeordnet, dann kann die Vorrichtung bei gleicher Funktion auf die Außenwendeln 11 reduziert werden. Die Anwendung der nach Fig .1 und 2 dargestellten Vorrichtungen zur Durchführung des Verfahrens kann vielfältiger Art sein. In Fig.3 ist eine schematische Darstellung der Modulbauweise zur Windenergienutzung gegeben. Die Vorrichtungen nach Fig. 1 und 2 sind hier als Wirbeltriebwerke 18 bezeichnet. Ein Wirbelmodul 20 ist aus einem auf einem Leistungsmodul 21 über 360° drehbar gelagertem Konzentrator 16, einer Windfahne 17 und einem Saugrohr 5 gebildet. Der Konzentrator 16 besteht aus einer Vielzahl von Wirbelerzeugern 1, die auf einem rechteckigen, quadratischen oder anders ausgebildeten Rahmen 2 angeordnet sind. Die maximale Anzahl der Wirbelerzeuger 1 ist durch den Durchmesser der zu erzeugenden Wirbelröhren 13 und den Umfang des Saugrohres 5 strömungsmechanisch definiert. Wirbeltriebwerk 18 und Rahmen 2 sind mittels einer durchströmbaren Fläche 3 miteinander verbunden, die mit dem Steigungswinkel des vorgesehenen Schraubenwirbels zur Anströmfläche in Richtung Wirbeltriebwerk 18 gleichförmig geneigt ist. Die Windfahne 17 zur selbsttätigen Windnachführung ist mit dem Rahmen 2 und dem Saugrohr 5 fest verbunden, so dass ein stabiles Wirbelmodul 20 gebildet ist.
Das Leistungsmodul 21 besteht aus einem Hohlzylinder 27 mit Grundplatte 28 und Deckplatte 29, in welche das Saugrohr 5 mittig drehbar gelagert mündet. Auf der Grundplatte 28 ist mittig ein Generator 24 angeordnet. Der Generator 24 kann auch außerhalb des Leistungsmoduls 21 angeordnet sein. Auf der Generatorwelle ist eine Turbine 23 angeordnet. Auf äußeren Radien des Hohlzylinders 27 sind Einströmöffnungen 22 durch auf der Druckseite öffnende Klappen hergestellt . Wirbelmodul 20 und Leistungsmodul 21 werden in einem nicht dargestellten Tragwerk befestigt. Zweckmäßig ist es, das Leistungsmodul oben anzuordnen. Dadurch kann der Konzentrator in einfacher Weise gegen Regen, Schnee und Hagel geschützt arbeiten. Die Anströmflä- ehe des Windes wird auf diese Weise in zwei Ebenen mit unterschiedlichen Anströmflächen geteilt, beide Anströmflächen erzeugen hinter der Vorrichtung ein gemeinsames Lee. Die Geschwindigkeits- konzentrationen im Wirbeltriebwerk 18 rufen eine in das Lee gerichtete Kernströmung hervor, welche über die tangentialen Ein- Strömöffnungen 22 eine strömungsmechanische Durchflutung des Leistungsmoduls 21 erzeugt. Im Leistungsmodul 21 wird ein Potentialwirbel generiert, dessen größte Umfangsgeschwindigkeit vu aufgrund vu'r = konstant im Innenraum der Turbine 23 bei kleinstem Radius r entsteht. Auf diese Weise werden die Schaufeln der Tur- bine 23 im Wirbelkern vollständig umströmt. Im Leerlauf entspricht die Drehzahl der Turbine der Drehzahl des Potentialwirbels, der als Drehfeld wirkt.
Die kinetische Energie des Potentialwirbels berechnet sich nach der Beziehung Ekin = (lrpT2/4π) 'In R/r [J = Ws] mit der Dichte p (kg/m3), der Höhe h (m) sowie dem Außenradius R (m) und dem Innenradius r (m) des Wirbelkerns des Leistungsmoduls 21. Die Zirkulation T berechnet sich nach der Beziehung T - 2π"vstart"R (m2/s) , mit dem Außenradius R (m) und der Einströmgeschwindigkeit Vsart in den Einströmöffnungen 22, hervorgerufen durch das Wirbel- triebwerk 18. Die Zirkulation T hängt direkt vom Außenradius R und der Einströmgeschwindigkeit vstart ab und geht quadratisch in die Energieberechnung ein.
Aus den mathematischen Beziehungen erkennt man, das mit dieser Mo- dulbauweise eine Windenergieverstärkung im Leistungsmodul 21 erfolgt, welche durch das Entropieverhalten der Atmosphäre gestützt ist. Strömungsmechanisch ist der Verstärkungsvorgang dadurch beschrieben, daß mit dem Wirbeltriebwerk 18 zunächst nur Luft aus dem Leistungsmodul 21 abgesaugt und das Luftvolumen des Leistungs- moduls in die oben berechnete Rotation gebracht wird. In dieser Rotation wird kinetische Energie (Arbeit) gespeichert. Zugleich ändert sich im Wirbel die kinematische Zähigkeit v der Luft. Die effektive WirbelZähigkeit ve = vw + v entsteht als Funktion der Reynolds-Zahl Re für rotierende Strömung in zylindrischen Räumen mit kreisförmiger Grundfläche. Re = vu'R /v, ab einer Re = 190 steigt die kinematische Zähigkeit vw des Potentialwirbels linear an. Diese Veränderungen sind durch bekannte Meßwerte gesichert.
Wird nun die Turbine 23 durch Erzeugung von Elektroenergie abge- bremst, entsteht eine Differenzgeschwindigkeit zwischen den Turbinenschaufeln und dem antreibenden Drehfeld (Arbeitsspeicher) . An den Schaufeln entsteht eine Zirkulation, in Drehrichtung hinter den Schaufeln entsteht senkrecht zu Radialen direkt Drehmoment bildender Auftrieb. Die Turbine läuft analog zum Anker eines Elektromotors im Drehfeld mit Schlupf . Besonders vorteilhaft für den Betrieb dieser Anlagen ist es, dass die Pulsationen des Windes in Anströmrichtungen und Geschwindigkeit keinerlei Einfluß auf die Turbine 23 haben. Alle Pulsationen werden im Konzentrator 16 und im Leistungsmodul 21 geglättet. Umfangsgeschwindigkeitsänderungen im Drehfeld folgen der mittleren Anströmgeschwindigkeit des Windes . Da sehr große Umfangsgeschwindigkeiten vu eingestellt werden können, wirkt der Wirbel auch wie ein zyklonischer Staubabscheider, Materialbelastungen durch Abrieb und durch Aufprallen von festen Massen finden nicht statt. Die Turbinen 23 haben lange Laufzeiten, die den Laufzeiten von Generatoren angeglichen sind und können wirtschaftlich gefertigt werden.
In Fig.4 ist eine weitere Ausführungsvariante schematisch dargestellt. Die oben beschriebenen Vorteile der Modulbauweise sind auf Hochbaukörper 30 übertragbar. Auf dem Dach des Hochbaukörpers 30 sind Konzentratoren 16 angeordnet. Die Saugrohre 5 sind an einen innen angeordneten Schacht 31 angeschlossen, der mittig am Leistungsmodul 21 endet. Das Leistungsmodul 21 ist beispielweise teilweise in den Hochbaukörper 30 integriert, teilweise als ein oberirdisches Bauwerk ausgeführt. Die Höhe h des Hochbaukörpers bestimmt den Druckunterschied in der Atmosphäre, die Höhen hπ. und h2 die im Leistungsmodul nutzbaren Druckunterschiede. Über den Einströmschacht 32 erfolgt die tangentiale Zuströmung der Massen in das Leistungsmodul 21, die auf der Höhe hi und h2 stromab in 5. die Windströmung abgegeben werden. Es können wirtschaftlich kostengünstig größere Leistungen zur Elektroenergieerzeugung installiert werden. Hochbaukörper 30 erhalten eine völlig neue, bisher nicht bekannte Funktion. Insbesondere wird der Grundflächenbedarf zur Windenergienutzung gegenüber dem Stand der Technik we- 0 sentlich eingeschränkt und die natürliche Umwelt in Bodennähe entlastet . Da der globale Trend zu größeren Höhen der Hochbaukörper 30 im Bauwesen bereits vorhanden ist, werden nach der Erfindung nun auch wirtschaftlich vorteilhafte Zusatznutzungen möglich. Für den Entwurf von Hochbaukörpern bieten sich viele Varianten an. 5 Beispielsweise können Leistungsmodule 21 als unterirdische Bauwerke in und/oder neben den Fundamenten der Hochbaukörper 30 ausgeführt werden, wodurch eine weitere Umweltentlastung erreicht wird. Insgesamt entsteht die Möglichkeit, die Windenergienutzung zur Elektroenergieerzeugung schnell auf größere Anteile am Gesamt- 0 verbrauch in einem Territorium zu erhöhen, als bisher angenommen.
Wie in Fig. 5 gezeigt, sind Konzentratoren 16 mit Saugrohren 5 und nicht dargestellten Wirbeltriebwerken 18 auf einem Rohrmast 37 angeordnet, welcher den Saugzug nach unten führt. Der Rohrmast ist 5 auf einem Abscheider 35 angeordnet, am Abscheider 35 ist ein gleich großes Rohr 33 in einem Einströmschacht 32 eingehangen, der in einer Wasser führenden Schicht endet. Am Rohr 33 ist ein Schwimmer 34 mit tangentialen Einströmöffnungen 8 angeordnet, so daß der Saugzug im Rohr 33 auf die Wasserfläche wirkt und die 0 nachströmende Luft über der Wasserfläche einen starken Wirbel erzeugt. Die aufsteigende Wirbelröhre führt einen Wasserfilm zum Abscheider 35 hoch. Aufgrund der Fliehkraftwirkungen wird das Wasser abgeschieden, die Luft strömt weiter aufwärts. In gleicher Weise können auch Wasserflächen von Binnenseen oder 5 Meeren genutzt werden. Die in Fig. 1 am Hüllrohr 4 dargestellten Schlitze können entfallen, wichtig sind die Schlitze am Saugrohr 5. Eine derartige Modifikation der Vorrichtung ist in den Fig. 6 und 7 dargestellt.
Die Testungen haben gezeigt, dass der Schraubenwirbel durch die Schlitze am Saugrohr 5 stabil gehalten wird. Macht man die Schlitze ganz zu, funktioniert der Schraubenwirbel auch, aber die induzierte Zusatzgeschwindigkeit unterliegt dann größeren Schwankungen. D.h., dass dann die Pulsationen der Anstromung nicht mehr oder nicht mehr so gut geglättet werden.
Die Führung der Wirbel im Wirbeltriebwerk kann relativ kurz gehalten werden. Es zeigte sich, dass zwei Umdrehungen der Wirbel im Wirbeltriebwerk ausreichen.
Die Nutzung des erfindungsgemäßen Verfahrens zur Erzeugung nutzbarer Energien erfolgt in Wasserströmungen nach den vorbeschriebenen Verfahrensschritten und muß deshalb nicht weiter erläutert werden. Die für hydrotechnische Anlagen geltenden Regeln sind einzuhalten. Insbesondere für Gezeitenkraftwerke kann das Verfahren mit großen wirtschaftlichen Vorteilen angewendet werden.
Aufstellung der verwendeten Bezugszeichen
= Wirbelerzeuger 34 Schwimmer = Rahmen 35 Abscheider = durchströmbare Fläche 36 Filter = Hüllröhr 37 Rohrmast = Saugrohr = Steg = Durchbruch = tangentiale Einströmöffnung = = Leiteinrichtung = Außenwende1 = Innenwende1 = Wirbelröhre = Innenspalt = Außenspalt = Konzentrator = Windfahne = Wirbeltriebwerk = = Wirbelmodul = Leistungsmodul = Einströmöffnung = Turbine = Generator = = = Hohlzylinder = Grundplatte = Deckplatte = Hochbaukörper = Schacht = Einströmschacht = Rohr

Claims

Patentansprüche
1. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, wobei Rotationen in einer Parallelströmung in Luft, Wasser oder anderen newtonschen Fluiden erzeugt und zur Herstellung, Fortleitung, Positionierung von Wirbelröhren und energetischen Nutzung ein- oder mehrgängiger Schraubenwirbel eingesetzt werden, d a du r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass in Wirbelröhren zwischen rohrartigen Wänden Drehimpuls eingeleitet wird, Wirbelröhren auf ein- oder mehrgängigen Schraubenlinien fließen, Durchbrüche von rohrartigen Wänden überqueren und/oder auf Schraubenlinien an Spalten entlang- fließen, im Bereich von rohrartigen Wänden im Anfahrzustand innere Kernströmungen vorbeschleunigen, die rohrartigen Wände stromab formiert verlassen, an vorbeschleunigten Kernströmungen haften, nutzbare Zusatzgeschwindigkeiten induzieren, stabile Betriebszustände von Schraubenwirbeln herstel- len und Saugzug in Saugrohren hervorrufen.
2. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Parallelströmung hergestellte Wirbelröhren unter Anströmdruck tangential zwischen rohrartigen Wänden einströmen, zu ein- oder mehrgängigen Schraubenwirbeln formiert Moleküle in Ladungszuständen in Bewegungsrichtungen ausrich- ten, Kernströmungen vorbeschleunigen und ein Feld um die rohrartigen Wände legen.
3. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in partiellen Staudruckgebieten einer Parallelströmung in Wirbelerzeugern unter Anströmdruck erzeugte Wirbelröhren definierte Strecken in teilweise durchströmten Staudruckgebieten zu Rohren hin fortgeleitet, zwischen Rohrmänteln tangential einfließen, zu ein- oder mehrgängigen, Zusatzgeschwindigkeiten induzierenden Schraubenwirbeln formiert nutzbare Saugzüge in Rohren herstellen.
4. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in einer Parallelströmung erzeugte Wirbelröhren definierte Strecken in einem Winkel zur ParallelStrömung, der dem vorgesehenen Steigungswinkel ein- oder mehrgängiger Schraubenwirbel entspricht, zu inneren und äußeren Rohrmänteln hin fortgeleitet, zwischen Rohrmänteln unter Anströmdruck tangential einströmend zu ein- oder mehrgängigen Schraubenwirbeln formiert werden, über eine Vielzahl von Durchbrüchen der Rohrmäntel induktive Ladungszustände der umgebenden Moleküle erzeugt, Moleküle ladungsgemäß ausgerichtet und in den resultierenden Bewegungsrichtungen vorbeschleunigt werden und dass hergestellte, ein- oder mehrgängigen Schraubenwirbel nach Ende der Rohrstrecken an vorbe- schleunigten Kernströmungen haftend Zusatzgeschwindigkeiten induzieren und durchgängige, vollbeschleunigte Kernströmungen als nutzbare Saugzüge in Rohren und/oder anderen Bauteilen herstellen.
5. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, nach Anspruch 1 und 2, 5 dadurch gekennzeichnet, dass in Rohren hergestellte Saugzüge in Fahrt- und/oder Flugrichtung von Fortbewegungsmitteln in Bewegungsrichtung vor den Fortbewegungsmitteln Luft und/oder Wasser absaugen und entgegen der Bewegungsrichtung StrahlStrömungen erzeu- lo gen.
' 6. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, nach Anspruch 4,
15 dadurch gekennzeichnet, dass die Absaugung von Luft und/oder Wasser zur Stabilisierung der Bewegungsrichtung nach äußeren Strömungsverhältnissen einstellbar ist.
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7. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Strömungsenergienutzung in Rohren hergestellte 25 Saugzüge mittig drehachsenparallel an Hohlzylindern wirken, durch tangentiale Einströmungen auf äußeren Radien von Hohlzylindern Potentialwirbel generieren, Arbeit speichern und in den Wirbelkernen dieser Potentialwirbel Turbinen zur Elektroenergieerzeugung antreiben.
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8. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Windenergienutzung auf einer Höhe h in Rohren hergestellte Saugzüge unter Ausnutzung von Druckunterschieden der Atmosphäre durch oberirdische und/oder unterirdische, tangentiale Einströmungen Potentialwirbel in technischen Einrichtungen antreiben, Arbeit speichern und in den Wirbelkernen dieser Potentialwirbel Turbinen zur Elektroenergieerzeugung antreiben.
9. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass durch Windenergienutzung auf einer Höhe h in Rohren hergestellte Saugzüge unter Ausnutzung von Druckunterschieden der Atmosphäre durch oberirdische und unterirdische tangentiale Einströmungen Potentialwirbel in technischen Einrichtungen antreiben, Arbeit speichern und in aufsteigenden Wirbelröhren Wasser heben und in einer Abscheideeinrichtung Wasser abscheiden.
10. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass zur Meerwasserentsalzung Meereswasser verdampft wird, mittels Windenergienutzung auf einer Höhe h in Rohren hergestellte Saugzüge Kühleinrichtungen betreiben und Temperaturabsenkungen in Kühlmitteln herstellen, Kühlmittel in Kühl- kreisläufen die äußeren Rohrmäntel kühlen und Wasserdampf kondensieren.
11. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass in fließendem Wasser hergestellte Saugzüge mittig dreachsenparallel auf Hohlzylinder wirken, durch tangentiale Einströmungen auf äußeren Radien in den Hohlzylindern Potentialwirbel generiert werden, in deren Wirbelkernen Turbinen zur Elektroenergieerzeugung angetrieben werden.
12. Verfahren zur partiellen Beschleunigung von Molekülen eines newtonschen Fluids in Rohren, nach Anspruch 1 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass in Gezeitenströmungen von Meeren in Ebbe- und Flutströ- mungen Saugzüge in Rohren hergestellt und strömungs- mechanisch mit Hohlzylindern verbunden zur Erzeugung nutzbarer Energien eingesetzt werden.
13. Vorrichtung zur partiellen Beschleunigung von Molekülen in Rohren in strömender Luft und/oder strömendem Wasser, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, dass ein strömungsmechanisch wirksames Doppelrohr aus rohrartigen Wänden (4; 5) mit Durchbrüchen (7) oder ein- oder mehrgängige Schraubenlinien bildenden Spalten (14; 15) gebildet ist und dass die rohrartigen Wände (4; 5) mit tangentiale Einströmöffnungen (8) bildenden, schaufelartigen Stegen (6) verbunden ein Wirbeltriebwerk (18) bilden.
14. Vorrichtung zur partiellen Beschleunigung von Molekülen in Rohren in strömender Luft und/oder strömendem Wasser, nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, dass ein Konzentrator (16) aus an einem Rahmen (2) angeordneten Wirbelerzeugern (1) , einer durchströmbaren Fläche (3) , einem mit der durchströmbaren Fläche (3) in Anströmrichtung fest verbundenen offenen Hüllrohr (4) gebildet ist und dass im Hüllrohr (4) ein in Anströmrichtung offenes, im Bereich des Hüllrohres (4) mit Durchbrüchen (7) versehenes Saugrohr (5) angeordnet und mittels tangentiale Einströmöffnungen (8) bildenden Stegen (6) mit dem Hüllrohr (4) verbunden ist.
15. Vorrichtung zur partiellen Beschleunigung von Molekülen in Rohren in strömender Luft und/oder strömendem Wasser, nach Anspruch 13 , dadurch gekennzeichnet, daß strömungsmechanisch belasteten Teile einer Vorrichtung aus vorformbaren Material, beispielsweise Glas und/oder geformten Glasverbundflächen sowie Glasfaserflächengeweben bestehen.
16. Vorrichtung zur partiellen Beschleunigung von Molekülen in Rohren in strömender Luft und/oder strömendem Wasser, nach
Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Vergrößerung von Saugleistung und Förderstrom mehrere Konzentratoren (16) mit Wirbeltriebwerken (18) mit ei- nem Saugrohr (5) verbunden sind.
17. Vorrichtung zur partiellen Beschleunigung von Molekülen in Rohren in strömender Luft und/oder strömendem Wasser, nach Anspruch 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, dass zur Windenergienutzung ein oder mehrere Konzentratoren (16) auf Rohrmasten (37) drehbar gelagert, Rohrmasten (37) mit einem Saugrohr (5) verbunden und dass Konzentratoren (16) über 360° winddruckgesteuert drehbar sind.
8. Vorrichtung zur partiellen Beschleunigung von Molekülen in Rohren in strömender Luft und/oder strömendem Wasser, nach Anspruch 9; 10 und 11, dadurch gekennzeichnet, dass zur Strömungsenergienutzung ein oder mehrere Konzentratoren (9) mit einem Saugrohr (5) verbunden an Fahrzeugen, beispielsweise an Straßen-, Schienen-, Luft- oder Wasserfahrzeugen angeordnet sind und Saugrohre (5) in Bewegungs- richtung offen und/oder mit Leiteinrichtungen (10) verbunden sind.
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