DE102014009962A1 - Energy conversion according to Bernoulli principle - Google Patents
Energy conversion according to Bernoulli principle Download PDFInfo
- Publication number
- DE102014009962A1 DE102014009962A1 DE102014009962.8A DE102014009962A DE102014009962A1 DE 102014009962 A1 DE102014009962 A1 DE 102014009962A1 DE 102014009962 A DE102014009962 A DE 102014009962A DE 102014009962 A1 DE102014009962 A1 DE 102014009962A1
- Authority
- DE
- Germany
- Prior art keywords
- contraption
- housing
- interior
- blade
- rotation
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Withdrawn
Links
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 title description 6
- 230000033001 locomotion Effects 0.000 claims abstract description 19
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 11
- 238000011161 development Methods 0.000 description 7
- 230000018109 developmental process Effects 0.000 description 7
- XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N water Substances O XLYOFNOQVPJJNP-UHFFFAOYSA-N 0.000 description 7
- 230000001133 acceleration Effects 0.000 description 3
- 238000009415 formwork Methods 0.000 description 3
- 230000005540 biological transmission Effects 0.000 description 2
- 230000000903 blocking effect Effects 0.000 description 2
- 230000001419 dependent effect Effects 0.000 description 2
- 239000007788 liquid Substances 0.000 description 2
- BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N (2r,3r,4s,5r)-2-[6-[[2-(3,5-dimethoxyphenyl)-2-(2-methylphenyl)ethyl]amino]purin-9-yl]-5-(hydroxymethyl)oxolane-3,4-diol Chemical compound COC1=CC(OC)=CC(C(CNC=2C=3N=CN(C=3N=CN=2)[C@H]2[C@@H]([C@H](O)[C@@H](CO)O2)O)C=2C(=CC=CC=2)C)=C1 BUHVIAUBTBOHAG-FOYDDCNASA-N 0.000 description 1
- 230000002349 favourable effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 1
- 230000002093 peripheral effect Effects 0.000 description 1
- 230000001681 protective effect Effects 0.000 description 1
- 238000005096 rolling process Methods 0.000 description 1
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 1
Images
Classifications
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/02—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor having a plurality of rotors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B11/00—Parts or details not provided for in, or of interest apart from, the preceding groups, e.g. wear-protection couplings, between turbine and generator
- F03B11/02—Casings
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B13/00—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates
- F03B13/12—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy
- F03B13/26—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy
- F03B13/264—Adaptations of machines or engines for special use; Combinations of machines or engines with driving or driven apparatus; Power stations or aggregates characterised by using wave or tide energy using tide energy using the horizontal flow of water resulting from tide movement
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B17/00—Other machines or engines
- F03B17/06—Other machines or engines using liquid flow with predominantly kinetic energy conversion, e.g. of swinging-flap type, "run-of-river", "ultra-low head"
- F03B17/062—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 at right angle to flow direction
- F03B17/065—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 at right angle to flow direction the flow engaging parts having a cyclic movement relative to the rotor during its rotation
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03B—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS
- F03B3/00—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto
- F03B3/12—Blades; Blade-carrying rotors
- F03B3/14—Rotors having adjustable blades
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D13/00—Assembly, mounting or commissioning of wind motors; Arrangements specially adapted for transporting wind motor components
- F03D13/10—Assembly of wind motors; Arrangements for erecting wind motors
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D3/00—Wind motors with rotation axis substantially perpendicular to the air flow entering the rotor
- F03D3/06—Rotors
- F03D3/062—Rotors characterised by their construction elements
- F03D3/066—Rotors characterised by their construction elements the wind engaging parts being movable relative to the rotor
- F03D3/067—Cyclic movements
- F03D3/068—Cyclic movements mechanically controlled by the rotor structure
-
- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F03—MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
- F03D—WIND MOTORS
- F03D9/00—Adaptations of wind motors for special use; Combinations of wind motors with apparatus driven thereby; Wind motors specially adapted for installation in particular locations
- F03D9/20—Wind motors characterised by the driven apparatus
- F03D9/25—Wind motors characterised by the driven apparatus the apparatus being an electrical generator
-
- 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
- F05B2210/00—Working fluid
- F05B2210/16—Air or water being indistinctly used as working fluid, i.e. the machine can work equally with air or water without any modification
-
- 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
- F05B2240/13—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines
- F05B2240/133—Stators to collect or cause flow towards or away from turbines with a convergent-divergent guiding structure, e.g. a Venturi conduit
-
- 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
- F05B2240/14—Casings, housings, nacelles, gondels or the like, protecting or supporting assemblies there within
-
- 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
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/93—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface
- F05B2240/932—Mounting on supporting structures or systems on a structure floating on a liquid surface which is a catamaran-like structure
-
- 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
- F05B2240/90—Mounting on supporting structures or systems
- F05B2240/97—Mounting on supporting structures or systems on a submerged structure
-
- 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
- F05B2260/00—Function
- F05B2260/70—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades
- F05B2260/75—Adjusting of angle of incidence or attack of rotating blades the adjusting mechanism not using auxiliary power sources, e.g. servos
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/20—Hydro energy
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/727—Offshore wind turbines
-
- Y—GENERAL TAGGING OF NEW TECHNOLOGICAL DEVELOPMENTS; GENERAL TAGGING OF CROSS-SECTIONAL TECHNOLOGIES SPANNING OVER SEVERAL SECTIONS OF THE IPC; TECHNICAL SUBJECTS COVERED BY FORMER USPC CROSS-REFERENCE ART COLLECTIONS [XRACs] AND DIGESTS
- Y02—TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
- Y02E—REDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
- Y02E10/00—Energy generation through renewable energy sources
- Y02E10/70—Wind energy
- Y02E10/74—Wind turbines with rotation axis perpendicular to the wind direction
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Chemical & Material Sciences (AREA)
- Combustion & Propulsion (AREA)
- Mechanical Engineering (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Sustainable Development (AREA)
- Sustainable Energy (AREA)
- Power Engineering (AREA)
- General Life Sciences & Earth Sciences (AREA)
- Oceanography (AREA)
- Other Liquid Machine Or Engine Such As Wave Power Use (AREA)
Abstract
Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung (2) zum Wandeln zwischen mechanischer Energie (4) und elektrischer Energie (6) umfassend: – ein einen Innenraum (22) umschließendes Gehäuse (20) mit einer den Innenraum (22) nach außen hin öffnenden Öffnung (58), – eine im Innenraum (22) aufgenommene elektrische Maschine (14), und – mindestens eine mit der elektrischen Maschine (14) wirkverbundene, um eine Rotationsachse (16, 44) in einem Drehbewegungsbereich (64) drehbare Schaufel (48),– wobei die Rotationsachse (16, 44) durch den Innenraum (22) des Gehäuses (20) verläuft und der Drehbewegungsbereich (64) über die Öffnung (58) radial nach außen (62) ragt.The invention relates to a device (2) for converting between mechanical energy (4) and electrical energy (6) comprising: - a housing (20) enclosing an interior space (22) with an opening (58) opening outward from the interior space (22) ), - in the interior (22) received electrical machine (14), and - at least one with the electric machine (14) operatively connected to a rotation axis (16, 44) in a rotational movement range (64) rotatable blade (48), - wherein the axis of rotation (16, 44) extends through the interior (22) of the housing (20) and the rotational movement region (64) projects radially outward (62) via the opening (58).
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Wandeln zwischen mechanischer und elektrischer Energie.The present invention relates to a device for converting between mechanical and electrical energy.
Zur Wandlung zwischen mechanischer Energie und elektrischer Energie, das heißt entweder von elektrischer Energie in mechanische Energie oder umgekehrt, können elektrische Maschinen eingesetzt werden. Beispielsweise ist es aus der
Es ist Aufgabe der Erfindung, die Wandlung zwischen mechanischer Energie und elektrischer Energie zu verbessern.It is an object of the invention to improve the conversion between mechanical energy and electrical energy.
Die Aufgabe wird durch die Merkmale des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Bevorzugte Weiterbildungen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.The object is solved by the features of independent claim 1. Preferred developments are the subject of the dependent claims.
Gemäß einem Aspekt der Erfindung umfasst eine Vorrichtung zum Wandeln zwischen mechanischer und elektrischer Energie ein einen Innenraum umschließendes Gehäuse mit einer den Innenraum nach außen hin öffnenden Öffnung, eine im Innenraum aufgenommene elektrische Maschine, und wenigstens eine mit der elektrischen Maschine wirkverbundene, um eine Rotationsachse in einem Drehbewegungsbereich drehbare Schaufel, wobei die Rotationsachse durch den Innenraum des Gehäuses verläuft und der Drehbewegungsbereich über die Öffnung radial nach außen ragt.According to one aspect of the invention, a device for converting between mechanical and electrical energy comprises a housing enclosing an interior with an opening to the outside of the interior, an electric machine accommodated in the interior, and at least one operatively connected to the electric machine, about a rotation axis in a rotary rotating blade rotatable blade, wherein the axis of rotation extends through the interior of the housing and the rotational movement region projects radially outwardly via the opening.
Ausgehend von dem eingangs genannten, hochkant aufgestellten Axialrotor liegt der angegebenen Vorrichtung die Überlegung zugrunde, dass die Nutzung der den Axialrotor passierenden Strömung, also des Windes, einerseits nur mit einem schlechten Wirkungsgrad und andererseits nur mit einem vergleichsweise hohen technischen Aufwand möglich ist. Der eingangs genannte Axialrotor steht auf dem First des Daches nur ein an einer ganz bestimmten punktförmigen Stelle und kann daher die durch das Dach beschleunigte Strömung nur in einem entsprechend geringem Bereich nutzen. Ferner sind für eine wirkungsvolle Nutzung des Axialrotors sogenannte Luftleitteile notwendig, da die vom Gehäuse in Form des Daches beschleunigte Strömung sonst von der Rotationsachse des Axialrotors aus gesehen radial beidseitig an die Schaufeln des Axialrotors angreifen und so gegenseitig aufgehoben und/oder ausgelöscht werden würde.Based on the aforementioned, edgewise mounted axial rotor of the specified device is based on the consideration that the use of the axial flow passing through the flow, so the wind, on the one hand only with a poor efficiency and on the other hand only with a relatively high technical complexity is possible. The aforementioned axial rotor stands on the ridge of the roof only one at a very specific punctiform point and therefore can use the accelerated by the roof flow only in a correspondingly small area. Furthermore, so-called air guiding parts are necessary for an effective use of the axial rotor, since the accelerated from the housing in the form of the roof flow otherwise seen from the axis of rotation of the axial rotor attack radially on both sides of the blades of the axial rotor and would be mutually repealed and / or extinguished.
Hier greift die angegebene Vorrichtung mit dem Vorschlag an, den Axialrotor nicht außerhalb des die Strömung beschleunigenden Gehäuses sondern innerhalb des Innenraumes dieses Gehäuses aufzunehmen, so dass die Rotationsachse des Axialrotors durch den Innenraum des Gehäuses verläuft. Die Schaufeln des Axialrotors werden dann von der Rotationsachse aus gesehen über eine Öffnung im Gehäuse radial einseitig aus dem Gehäuse geführt, so dass die Schaufeln in diesem Bereich radial aus dem Gehäuse herausragen. In diesem herausragenden Bereich kann die vom Gehäuse beschleunigte Strömung dann an die Schaufeln angreifen und den Axialrotor drehen. Weil der Axialrotor von der Rotationsachse aus gesehen auf der radial anderen Seite im Inneren des Gehäuses aufgenommen ist, kann dort keine Strömung angreifen und somit die Antriebswirkung des Axialrotors nicht auslöschen. Auf diese Weise kann die Strömung über die gesamte Breite des Gehäuses genutzt werden, ohne dass zusätzliche technische Elemente, wie beispielsweise die Luftleitelemente, im eingangs genannten Fall des Daches notwendig sind.Here, the specified device attacks with the proposal not to receive the axial rotor outside of the flow-accelerating housing but within the interior of this housing, so that the axis of rotation of the axial rotor extends through the interior of the housing. The blades of the axial rotor are then viewed from the axis of rotation of an opening in the housing radially on one side out of the housing, so that the blades project radially out of the housing in this area. In this outstanding area, the flow accelerated by the housing can then engage the blades and rotate the axial rotor. Because the axial rotor is viewed from the rotation axis taken on the radially other side in the interior of the housing, there can not attack flow and thus do not cancel the driving action of the axial rotor. In this way, the flow over the entire width of the housing can be used without additional technical elements, such as the air guide elements, in the aforementioned case of the roof are necessary.
Im Rahmen der vorliegenden Erfindung stellt das Gehäuse eine strömungsmechanische Grenzschicht oder auch strömungsmechanische Wand genannt, dar. Das Gehäuse braucht dabei den Innenraum nur teilweise einzuhausen und kann daher neben der Öffnung, die von der Schaufel radial durchdringbar ist, weitere Öffnungen umfassen, insbesondere an Stellen, die strömungsmechanisch zur Ausführung der Erfindung unrelevant sind. Grundsätzlich lenkt das Gehäuse eine winklig auftreffende Strömung ab, beschleunigt sie wie beim eingangs genannten Dach (Bernoulli-Effekt) und führt sie zum radial durch die Öffnung ragenden Teil der Schaufel. Daher wird auch im Rahmen der vorliegenden Erfindung der Bernoulli-Effekt ausgenutzt. Die Strömung kann dabei durch jedes beliebige Fluid und damit durch jedes beliebige Gas und/oder jede beliebige Flüssigkeit bereitgestellt werden.In the context of the present invention, the housing is called a flow-mechanical boundary layer or fluidic wall. The housing only needs to partially encase the interior space and can therefore comprise further openings in addition to the opening which is radially penetrable by the blade, in particular in places , which are not fluidly relevant to the practice of the invention. Basically, the housing deflects an angular impinging flow, accelerates it as in the aforementioned roof (Bernoulli effect) and leads them to the radially projecting through the opening part of the blade. Therefore, in the context of the present invention, the Bernoulli effect is exploited. The flow can be provided by any fluid and thus by any gas and / or any liquid.
Je nach Auslegung der elektrischen Maschine als elektrischer Generator oder als Elektromotor kann die Schaufel entsprechend durch die Strömung angetrieben und mit dem elektrischen Generator elektrische Energie erzeugen oder mit dem Elektromotor selbst eine Strömung erzeugen, und so beispielsweise als Antrieb genutzt werden.Depending on the design of the electrical machine as an electric generator or as an electric motor, the blade can be driven accordingly by the flow and generate electrical energy with the electric generator or generate a flow with the electric motor itself, and are thus used for example as a drive.
Das Gehäuse kann im Profil eine beliebige Form aufweisen, beispielsweise die Form eines Keiles, wobei die Axialrotoren in Strömungsrichtung mit einer zunehmenden radialen Ausdehnung angeordnet werden können.The housing may have any shape in profile, for example the shape of a wedge, wherein the axial rotors can be arranged in the flow direction with an increasing radial extent.
In einer Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung ist das Gehäuse in einem in Richtung der Rotationsachse gesehenen Profil ein Tragflächen- oder Flügelprofil. Dieser Weiterbildung liegt die Überlegung zugrunde, dass der eingangs genannte Bernoulli-Effekt möglichst wirkungsvoll genutzt werden sollte. Hierzu bietet sich das Tragflächenprofil ein. Ein Tragflächenprofil oder auch Flügelprofil genannt, ist dadurch gekennzeichnet, dass es eine Oberseite und eine Unterseite aufweist, wobei beide Seiten an einer Profilnase zusammenlaufen. Eine auf die Profilnase zuströmende Strömung wird an dieser Stelle getrennt und strömt dann über die Oberseite und Unterseite. Durch Ausbilden des Tragflächenprofils mit unterschiedlichen Krümmungen an der Oberseite und der Unterseite wirkt der Bernoulli-Effekt, wodurch die Strömungen die Oberseite und Unterseite unterschiedlich schnell passieren. Dies führt dazu, dass sich an der Oberseite und der Unterseite unterschiedliche Drücke ausbilden. Bei einem gewöhnlichen Tragflächenprofil werden die Krümmungen an der Oberseite und der Unterseite so gewählt, dass die sich ausbildenden Drücke an der Unterseite höher sind, als an der Oberseite, um einen Auftrieb zu ermöglichen. Daher soll die Oberseite des Tragflächenprofils nachstehend als Unterdruckseite und die Unterseite nachstehend als Überdruckseite bezeichnet werden.In a further development of the specified device, the housing in a profile viewed in the direction of the axis of rotation is an aerofoil. or wing profile. This development is based on the consideration that the aforementioned Bernoulli effect should be used as effectively as possible. For this purpose, the wing profile offers. An airfoil or wing profile is called, characterized in that it has a top and a bottom, with both sides converge on a profile nose. An inflowing flow on the profile nose is separated at this point and then flows over the top and bottom. By forming the airfoil profile with different curvatures at the top and bottom, the Bernoulli effect acts whereby the flows pass the top and bottom at different speeds. As a result, different pressures develop at the top and the bottom. In a conventional airfoil, the curvatures at the top and bottom are chosen so that the pressures that are formed at the bottom are higher than at the top to allow buoyancy. Therefore, the top of the airfoil is to be referred to below as the vacuum side and the bottom below as the pressure side.
Dabei sollte die oben genannte Öffnung zum Innenraum hin in einer besonderen Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung an der Unterdruckseite des Tragflächenprofils angeordnet sein. Wie bereits erläutert, ist die Unterdruckseite diejenige Seite des Tragflächenprofils, auf der die Strömung aufgrund des Bernoulli-Effektes gegenüber der Überdruckseite beschleunigt wird. Wird die elektrische Maschine als elektrischer Generator betrieben, wird die oben genannte Schaufel mit der beschleunigten Strömung bewegt, so dass sich die Umsetzung von mechanischer Energie in elektrische Energie effizienter durchführen lässt. Das Gleiche gilt selbstverständlich für den Fall, dass die elektrische Maschine ein Elektromotor zum Umsetzen von elektrischer Energie in mechanische Energie, also in eine Strömung, ist.In this case, the above-mentioned opening to the interior should be arranged in a particular embodiment of the specified device on the negative pressure side of the airfoil. As already explained, the negative pressure side is that side of the airfoil profile on which the flow is accelerated due to the Bernoulli effect with respect to the overpressure side. If the electric machine is operated as an electric generator, the above-mentioned blade is moved with the accelerated flow, so that the conversion of mechanical energy into electrical energy can be carried out more efficiently. The same applies, of course, in the event that the electric machine is an electric motor for converting electrical energy into mechanical energy, ie into a flow.
In einer anderen Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung ist die der Unterdruckseite gegenüberliegende Überdruckseite des Tragflächenprofils eben oder in den Innenraum gerichtet konkav ausgebildet ist. Auf diese Weise kann die angegebene Vorrichtung in einfacher Weise an bestehenden Strukturen, wie Wänden o der dergleichen befestigt werden, um elektrische oder mechanische Energie zu erzeugen.In another embodiment of the specified device, the negative pressure side opposite overpressure side of the airfoil profile is flat or directed concave in the interior. In this way, the specified device can be easily attached to existing structures, such as walls or the like, to generate electrical or mechanical energy.
In einer noch anderen Weiterbildung der angegebenen Vorrichtung ist die Schaufel beweglich an einem durch die elektrische Maschine um die Rotationsachse drehbaren Schaufelträger angeordnet. Durch die bewegliche Anordnung kann die Schaufel im Innenraum des Gehäuses an den Schaufelträger radial herangezogen werden, um auf diese Weise den Platzbedarf für die Schaufel im Innenraum zu reduzieren. Dadurch wird im Innenraum des Gehäuses auch der Bewegungswiderstand reduziert, der sich den Schaufeln aufgrund von Luft oder einer Flüssigkeit im Innenraum des Gehäuses entgegenstellt. Hierzu kann in der angegebenen Vorrichtung in besonders günstiger Weise eine den Drehbewegungsbereich definierende Begrenzungswand im Innenraum des Gehäuses angeordnet sein, an der die beweglich am Schaufelträger angeordnete Schaufel ablenkbar ist. Auf diese Weise wird zur Bewegung der Schaufel am Schaufelträger keine weitere Kraftquelle, wie in Motor oder ähnliches benötigt, wodurch Aufwand und Kosten eingespart werden können.In yet another development of the specified device, the blade is movably arranged on a blade carrier rotatable by the electric machine about the axis of rotation. Due to the movable arrangement, the blade can be used radially in the interior of the housing to the blade carrier, in order to reduce the space required for the blade in the interior in this way. As a result, the movement resistance is reduced in the interior of the housing, which opposes the blades due to air or a liquid in the interior of the housing. For this purpose, in the specified device in a particularly favorable manner, a boundary wall defining the range of rotational movement can be arranged in the interior of the housing, on which the blade movably arranged on the blade carrier can be deflected. In this way, the movement of the blade on the blade carrier no further power source, as required in the engine or the like, which effort and cost can be saved.
Zweckmäßigerweise sollte die Schaufel an dem Schaufelträger um einen radial von der Rotationsachse beabstandeten Drehpunkt drehbar angeordnet werden. Auf diese Weise wird die Schaufel durch die aufgrund der Rotation des Axialrotors hervorgerufene Zentripetalkraft stets in eine Ursprungsposition zurückgesetzt, wenn sie nicht mehr durch die Begrenzungswand abgelenkt wird.Conveniently, the blade should be rotatably mounted on the blade carrier about a fulcrum radially spaced from the axis of rotation. In this way, the blade is always reset by the caused by the rotation of the axial rotor centripetal force in an original position when it is no longer deflected by the boundary wall.
In einer Weiterbildung umfasst die angegebene Vorrichtung einen Strömungskanal in dem das Gehäuse angeordnet ist.In a development, the specified device comprises a flow channel in which the housing is arranged.
Gemäß einem weiteren Aspekt der Erfindung umfasst eine Anordnung zum Wandeln zwischen mechanischer und elektrischer Energie einen Strömungskanal, dessen Wand wenigstens teilweise durch wenigstens eine der angegebenen Vorrichtungen gebildet ist. Aufgrund der angegebenen Vorrichtung wird der Strömungskanal quer zur Strömungsrichtung verjüngt, wodurch sich der weiter oben bereits erwähnte Bernoulli-Effekt optimal ausnutzen lässt.According to a further aspect of the invention, an arrangement for converting between mechanical and electrical energy comprises a flow channel whose wall is at least partially formed by at least one of the specified devices. Due to the specified device, the flow channel is tapered transversely to the flow direction, whereby the already mentioned above Bernoulli effect can be optimally utilized.
Die oben beschriebenen Eigenschaften, Merkmale und Vorteile dieser Erfindung sowie die Art und Weise, wie diese erreicht werden, werden klarer und deutlicher verständlich im Zusammenhang mit der folgenden Beschreibung der Ausführungsbeispiele, die im Zusammenhang mit den Zeichnungen näher erläutert werden, wobei.The above-described characteristics, features, and advantages of this invention, as well as the manner in which they are achieved, will become clearer and more clearly understood in connection with the following description of the embodiments which will be described in connection with the drawings.
In den Figuren werden gleiche technische Elemente mit gleichen Bezugszeichen versehen und nur einmal beschrieben.In the figures, the same technical elements are provided with the same reference numerals and described only once.
Es wird auf
Unter die mechanische Energie
Die Vorrichtung
Zur Wandlung zwischen mechanischer Energie
Die Vorrichtung
Es wird auf die
Die Vorrichtung
Das Profil, mit dem die Streben
Trifft die zu erzeugende oder erzeugte Strömung
Die basierend auf dem Bernoulli-Effekt an der Unterdruckseite
Die einzelnen Axialrotoren
Auf der Welle
Die Zahl der schwenkklappenartigen Schaufeln
Die Schwenkklappenfunktion der einzelnen Schaufeln
Jede Schaufel
Durch die schwenkklappenartige Lagerung der Schaufeln
Um im Betrieb der Vorrichtung
Im Innenraum
Der Bereich im Außenraum
Eine in elektrische Energie
Eine entsprechende Rückschwenkkraft kann prinzipiell allein durch die Strömung
Der oben genannte nicht weiter referenzierte Abstand zwischen der Begrenzungswand
In
Anstelle der in
Es wird auf
Die Anordnung
In der vorliegenden Ausführung ist der Strömungskanal
Die Vorrichtungen
Die Strömung
Prinzipiell können in der Anordnung
In den Anordnungen
Nachstehend werden verschiedene Einsatzmöglichkeiten der Anordnungen
In
In
Die Anordnung
Die Anordnung
In
An der Anordnung
Die Weiterbildung der Anordnung
An dieser Stelle sei darauf hingewiesen, dass die Anordnung
Wenn in jeder Vorrichtung
Die Gesamthöhe der Anlage
Um die Energiegewinnung weiter zu steigern, könnten die Außenhaut
In
Dabei werden ein oder mehrere unabhängige Gehäuse mit den Axialrotoren unterhalb eines Schiffsrumpfes montiert. Sie können zur links/rechts-Steuerung des Schiffsrumpfes parallel oder gegeneinander schwenkbar und/oder vorwärts/rückwärts in ihrer Strömungserzeugungsrichtung umkehrbar verbaut sein.One or more independent housings are mounted with the axial rotors below a ship's hull. They can be reversibly installed for the left / right control of the hull parallel or against each other and / or forward / backward in their flow generation direction.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG QUOTES INCLUDE IN THE DESCRIPTION
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.This list of the documents listed by the applicant has been generated automatically and is included solely for the better information of the reader. The list is not part of the German patent or utility model application. The DPMA assumes no liability for any errors or omissions.
Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- DE 202011104180 U1 [0002, 0038] DE 202011104180 U1 [0002, 0038]
Claims (10)
Priority Applications (2)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014009962.8A DE102014009962A1 (en) | 2014-07-07 | 2014-07-07 | Energy conversion according to Bernoulli principle |
| PCT/EP2015/064689 WO2016005219A1 (en) | 2014-07-07 | 2015-06-29 | Energy conversion according to bernoulli's principle |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| DE102014009962.8A DE102014009962A1 (en) | 2014-07-07 | 2014-07-07 | Energy conversion according to Bernoulli principle |
Publications (1)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| DE102014009962A1 true DE102014009962A1 (en) | 2016-01-07 |
Family
ID=53496689
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| DE102014009962.8A Withdrawn DE102014009962A1 (en) | 2014-07-07 | 2014-07-07 | Energy conversion according to Bernoulli principle |
Country Status (2)
| Country | Link |
|---|---|
| DE (1) | DE102014009962A1 (en) |
| WO (1) | WO2016005219A1 (en) |
Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025034111A1 (en) * | 2023-08-10 | 2025-02-13 | Cor D Rover Ii B.V. | Wing mast with wind turbines for a ship |
Families Citing this family (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| PE20220152A1 (en) | 2019-03-08 | 2022-01-27 | Big Moon Power Inc | SYSTEMS AND METHODS FOR THE GENERATION OF HYDROELECTRIC BASED ELECTRICAL POWER |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US485933A (en) * | 1892-11-08 | Wind and current wheel | ||
| DE202004018879U1 (en) * | 2004-12-07 | 2005-02-03 | Beckers, Klaus | Wind and water power unit has two vertical rotors having oppositely rotating cylinders with semicircular open blades |
| DE102007060721A1 (en) * | 2007-12-07 | 2009-06-10 | Grimm, Friedrich, Dipl.-Ing. | Flow converter e.g. slipstream turbine, for use in commercial passenger car, has rotor integrated into wing profile such that rotor is blown and is driven by blower stream velocity against flow speed of air or water flow |
| DE102008059651A1 (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Peter Reichert | Sail-driven coil for generating power from e.g. wind energy, for use at e.g. multi-storey building, has pendulum sail braked by stoppers, where coil is set into rotational movement and produces electrical power using reductor and generator |
| CH702673A2 (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-15 | Hasan Hueseyin Isik | Turbine. |
| CH704066A2 (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-15 | Hasan Hueseyin Isik | turbine |
| DE202011104180U1 (en) | 2011-08-09 | 2012-11-23 | Maurice Kessler | Roof-mounted wind turbine mounted on a roof ridge of a building |
Family Cites Families (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| FR973968A (en) * | 1948-09-07 | 1951-02-16 | Apparatus for capturing the energy of a moving fluid | |
| FR2434282A1 (en) * | 1978-08-22 | 1980-03-21 | Landriault Olivier | Wind or water power generator - uses venturi to increase velocity of flow at paddle wheel |
| FR2483533A1 (en) * | 1980-05-27 | 1981-12-04 | Chaput Guy | Vertical wind turbine energy converter - has vanes spaced around rotating drum extending outwardly and flush with drum circumference opposite sides |
| US20100301609A1 (en) * | 2009-05-30 | 2010-12-02 | Chong Hun Kim | River-Flow Electricity Generation |
-
2014
- 2014-07-07 DE DE102014009962.8A patent/DE102014009962A1/en not_active Withdrawn
-
2015
- 2015-06-29 WO PCT/EP2015/064689 patent/WO2016005219A1/en not_active Ceased
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| US485933A (en) * | 1892-11-08 | Wind and current wheel | ||
| DE202004018879U1 (en) * | 2004-12-07 | 2005-02-03 | Beckers, Klaus | Wind and water power unit has two vertical rotors having oppositely rotating cylinders with semicircular open blades |
| DE102007060721A1 (en) * | 2007-12-07 | 2009-06-10 | Grimm, Friedrich, Dipl.-Ing. | Flow converter e.g. slipstream turbine, for use in commercial passenger car, has rotor integrated into wing profile such that rotor is blown and is driven by blower stream velocity against flow speed of air or water flow |
| DE102008059651A1 (en) * | 2008-11-28 | 2010-06-10 | Peter Reichert | Sail-driven coil for generating power from e.g. wind energy, for use at e.g. multi-storey building, has pendulum sail braked by stoppers, where coil is set into rotational movement and produces electrical power using reductor and generator |
| CH702673A2 (en) * | 2010-02-12 | 2011-08-15 | Hasan Hueseyin Isik | Turbine. |
| CH704066A2 (en) * | 2010-11-11 | 2012-05-15 | Hasan Hueseyin Isik | turbine |
| DE202011104180U1 (en) | 2011-08-09 | 2012-11-23 | Maurice Kessler | Roof-mounted wind turbine mounted on a roof ridge of a building |
Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| WO2025034111A1 (en) * | 2023-08-10 | 2025-02-13 | Cor D Rover Ii B.V. | Wing mast with wind turbines for a ship |
| NL2035581B1 (en) * | 2023-08-10 | 2025-02-24 | Cor D Rover Ii B V | Wing mast with wind turbines for a ship |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| WO2016005219A1 (en) | 2016-01-14 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| EP1859164B1 (en) | Method and device for using wind energy | |
| DE60206918T2 (en) | WIND POWER GENERATION DEVICE PUMPS | |
| DE112012005432T5 (en) | Wind turbine with gondola fence | |
| CH659851A5 (en) | TURBINE. | |
| EP2395232B1 (en) | Low-head orthogonal turbine | |
| DE102011117176A1 (en) | Rotor blade for a water turbine, in particular for a tidal power plant, and method for its operation | |
| DE102014009962A1 (en) | Energy conversion according to Bernoulli principle | |
| EP4189235B1 (en) | Universal propeller, operating method and favoured uses | |
| DE19823473A1 (en) | Flow energy system | |
| DE202011104782U1 (en) | Wind turbine (variants) | |
| DE2601069C3 (en) | Wind power plant | |
| DE102014104725A1 (en) | Rotor and fluid turbine with rotor | |
| DE102016006164B3 (en) | Tiefschlachtiges waterwheel for hydroelectric engines | |
| DE102012002820A1 (en) | Wave energy machine for conversion of orbital energy of circulating water flow of sea into useful energy, has coupling body aligned with crank axle, where crank axis or crankshaft rotating pivoting arm is displaceable in peripheral movement | |
| DE102012021674A1 (en) | Device for harnessing kinetic energy of a flowing medium | |
| CH660770A5 (en) | Turbine | |
| WO2023001843A1 (en) | Computing device and kinetic tidal power plant | |
| DE102010054794A1 (en) | Rotor for energy conversion machine for converting energy of fluid flow extending in fixed direction and variable directions, particularly orbitally in rotation of rotor shaft, has resistor element, which is fastened to rotor shaft | |
| DE212014000161U1 (en) | power plant | |
| DE202007005916U1 (en) | skirting | |
| DE102015108556A1 (en) | turbine assembly | |
| EP2602479A1 (en) | Combination wind power assembly | |
| DE102013010379A1 (en) | Schaufelradvorrichtung | |
| DE112013001389T5 (en) | Water-circulating storage turbine | |
| EP3737855B1 (en) | Water and/or wind power plant |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| R012 | Request for examination validly filed | ||
| R016 | Response to examination communication | ||
| R079 | Amendment of ipc main class |
Free format text: PREVIOUS MAIN CLASS: F03D0009000000 Ipc: F03D0009320000 |
|
| R119 | Application deemed withdrawn, or ip right lapsed, due to non-payment of renewal fee |