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Die vorliegende Erfindung betrifft
eine Vorrichtung zur Antriebslinearisierung, die dazu geeignet ist,
eine Fluidströmung
zu linearisieren, und die insbesondere zur Verwendung in Fluidantrieben
und in Turbinen geeignet ist. Die Vorrichtung umfasst im Allgemeinen
ein propellerartiges Antriebssystem, um entweder Fluid in im Wesentlichen
linearer Art und Weise anzutreiben, einen Fluidströmung in
im Wesentlichen linearer Art und Weise aufrecht zu erhalten oder
sich selbst durch ein Fluid entlang eines im Wesentlichen linearen
Vektors anzutreiben.
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Hintergrund
der Erfindung
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Bei Betrachtung und im Hinblick auf
die Dynamik von Fluidkinetik und eines vereinheitlichten Feldes,
verlieren herkömmliche
Entwürfe
von Strömungsmaschinen
einschließlich
Pumpen, Kompressoren, Ventilatoren und Generatoren im Allgemeinen wegen
einer Unfähigkeit
eine im Wesentlichen lineare hindurchgehende Fluidströmung aufrecht
zu erhalten typischerweise erheblich an Wirkungsgrad. Demgemäß können herkömmliche
Entwürfe
verbessert werden, um aufgrund der Überwindung von Turbulenz wesentliche
Vorteile in Bezug auf Maschineneffizienz, die geforderten Wirkungen
bezüglich
erwünschter
Strömungsmuster
und Strömungskräfte hinsichtlich
der Leistung und Geräuschlosigkeit
im Betrieb schaffen. Demzufolge können Anwendungen von Verbesserungen
von Strömungsmaschinen
innerhalb der Grenzen der Industrie im Allgemeinen weit reichen
und breit gefächert
sein.
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Kurz gesagt, verlangt das vereinheitlichte Feld
von Fluidkinetik, dass die Energiepotentiale auf ein mechanisches
Konzept bezogen werden, wobei sich statische Zustände und
mobile Zustände
auf Dimensionen von Potentialkraft mit Dimensionen von Potentialströmung beziehen,
und wie sich diese Kräfte
mit Strömung
auf eine Dimension von linearer Kraft mit Vektorströmung oder
auf eine Krümmungskraft mit
tangentialer Strömung
beziehen. Nur weil es möglich
ist, diese Kräfte
und Strömungen
auf ebene Dimensionen zu beziehen, ist es möglich, Strömungsmaschinen zu entwerfen,
wodurch die Strömungen
und die Kräfte
zwischen den horizontalen und vertikalen Ebenen übertragen werden können, ohne
Verluste der dimensionalen Kraft oder Kräfte hervorzurufen.
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Folglich bezieht das mechanische
Konzept die Energiepotentiale auf ungleiche mobile Krümmungsströmungen mit
Kräften
und die Feldenergie darauf, die Gesamtsumme der beiden Potentiale
hinsichtlich der linearen Länge
jeder Krümmung
zu sein, und deshalb können
Strömungsmaschinen
so eingerichtet werden, dass sie zwei ungleiche Feldsysteme zeigen,
innerhalb welcher Krümmungsströmungen mit
Kräften
ausgebildet werden, welche das innere und das äußere Feld sind, die in einzelnen
Kammern aufgenommen sind und durch welche und von welchen rechtwinklige
lineare Strömungen
mit zwei Richtungen der Potentialkraft erzeugt werden.
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Das Verfahren, mit welchem diese
Strömungen
und Kräfte
in der Lage sind entweder strukturiert, gesteuert oder zwischen
oder auf Ebenen übertragen werden,
erfordert die Erzeugung binärer
Kräfte
und bipolarer Strömungen
entweder durch Maschinenentwürfe,
welche dazu eingerichtet sind, diese zu erzeugen, oder durch Maschinenentwürfe, die
dazu eingerichtet sind, solche aufrecht zu erhalten.
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In beiden Situationen wird die Zwangsströmung des
einströmenden
Fluids, welche erforderlich ist, um einen Turbinengenerator anzutreiben,
von einer linearen Fluidströmung
abgegeben. Diese Fluidströmungen
sind durch Kanäle
in lineare Strömungen strukturiert,
welche anschließend auf
Impeller gerichtet sind, um dadurch einen Rotor zu drehen und eine bewegliche
Krümmungskraft
abzugeben. Typischerweise verlieren Turbinengeneratoren Wirkungsgrad, weil
sie wegen der Rotationswirkung der Turbinenschaufeln nicht in der
Lage sind, den Eingangsfluidstrom als lineare Strömung aufrecht
zu erhalten. Alternativ wird ein Fluid typischerweise durch rotierende
Propeller in einen Verteiler zum Antrieb gepresst. Typischerweise
verlieren Luft- und Wasserantriebe oder Schwebesysteme (Luftkissensysteme),
welche rotierende Ebenen zur Erzeugung von Antrieb oder eines Luftkissens
verwenden, durch die unstrukturierte Krümmung der erzeugten Kraft Wirkungsgrad in
Gestalt von Turbulenz.
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Zusammenfassung
der Erfindung
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Nach einem Aspekt der vorliegenden
Erfindung wird eine Vorrichtung zur Antriebslinearisierung geschaffen,
um eine Fluidströmung
zu linearisieren, wobei die Vorrichtung umfasst:
Ein allgemein
zylindrisches äußeres Leitblech,
das dazu eingerichtet ist, um eine Fluidströmung in einer Strömungsrichtung
hindurchzuleiten, die im Wesentlichen parallel zu einer zentralen
Hauptachse des äußeren Leitbleches
von einer Seite strömungsaufwärts nach
einer Seite strömungsabwärts von
dem äußeren Leitblech
ist; und
eine Anzahl von Propellerelementen, die alle um eine jeweilige
Propellerachse drehbar gelagert sind, wobei die Propellerachsen
zueinander und zu der Hauptachse des äußeren Leitbleches parallel
und in Umfangsrichtung um die Hauptachse voneinander beabstandet
sind;
jedes Propellerelement definiert einen jeweiligen Überstreichungsbereich,
der rechtwinklig zu der jeweiligen Propellerachse liegt, wenn sich
das Propellerelement um dessen jeweilige Propellerachse dreht;
die
Propellerelemente sind so angeordnet, dass das äußere Leitblech einen Außenrand
der kollektiven Überstreichungsbereiche
der jeweiligen Überstreichungsbereiche
umschreibt, und dass der Überstreichungsbereich
jedes Propellerelementes so angeordnet ist, dass es mit den Überstreichungsbereichen angrenzender
Propellerelemente überlappt;
wobei
die Propellerelemente in derselben Richtung drehbar gelagert sind,
wodurch sich Kräfte
von den Krümmungsströmungen von
angrenzenden Propellerelementen gegenseitig aufheben, um die Fluidströmung in
der Flussrichtung zu linearisieren.
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Gemäß einem Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung, welches ein achtfaches bipolares antriebs-
und Luftkissensystem zeigt, das ein Sparströmungssystem umfasst, kann das
ausgebildete Konzept veranschaulichen wie lineare Kräfte einer
Vektorströmung
gebildet werden, indem Krümmungskräfte einer
Tangentialströmung
integriert werden und wie Sparströmungssysteme geschaffen werden
können,
um die Kraftpotentiale in den Ebenen von rotierenden Propellern
zu erhöhen
und um eine Isolierung der abströmenden
und der einströmenden Strömung zu
schaffen, wodurch das Fluid in der unmittelbaren Nachbarschaft der
mobilen Strömung
in einem ungestörten
statischen Zustand bleibt, was es gestattet, die Antriebs-/Luftkisseneinheit
in der statischen Zone des Feldes mit einem Nutzmantel zu versehen
und dadurch das achtfache bipolare Antriebs-/Luftkissensystem mit
zwei nützlichen
Nutzflächen
zu versehen. Ein ausgeführtes
Konzept, das nachfolgend beschrieben wird, betrifft eine integrale Acht-Propeller-Einrichtung,
die in einem Verteiler oberhalb einer Reihe von angeordneten Leitblechen liegt.
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Turbinengeneratoren, die eine integrale
Impellereinrichtung ohne inneres Sparströmungssystem nutzen, weil die
Strömung
bereits strukturiert ist, würden
bei Benutzung der vorliegenden Erfindung an Wirkungsgrad gewinnen,
weil sie durch Rotationswirkung die lineare Strömung aufrechterhalten könnten. Luft-
und Wasserantriebssysteme oder Luftkissensysteme welche die vorliegende
Erfindung benutzen erzielen einen weitaus größeren Wirkungsgrad mit einer
verbesserten Gesamtwirkung hinsichtlich der Strömung, die nicht auf die unmittelbare
Umgebung auftrifft.
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Das innere Sparströmungssystem,
welches mit dem Entwurf des ausgeführten Konzeptes ausgerüstet ist,
demonstriert ein Verfahren zur Steigerung des Propellerantriebs
und Verbesserung der Fähigkeit
ein Luftkissen zu steuern, indem binäre oszillierende Kräfte von
bipolaren Strömungen
verwendet werden, um ebene Dimensionen zu verbinden. Es wird weiterhin
gezeigt, wie diese inneren Sparströmungen einzelne Strömungskanäle in der
Hauptströmung
bilden, die gemeinsam die lineare Hauptvektorströmung mit einem wohl definierten
Strömungsmuster
versorgen, welches durch eine Randschicht von dem unmittelbar umgebenden
Bereich getrennt ist.
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Bei einem Ausführungsbeispiel kann jedes Propellerelement
ein Paar von diametral gegenüberliegenden
Schaufeln umfassen. Diese Propellerelemente sind vorzugsweise alle
in einer gemeinsamen Ebene drehbar gelagert, wobei die Zeitabfolge
der Drehung jedes Propellerelementes zu der Drehung angrenzender
Propellerelemente festliegt, um eine Kollision der Propellerelemente
in den überlappenden Überstreichungsbereichen
zu vermeiden.
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Die Propellerachsen sind vorzugsweise
in einer zueinander fixierten Lage.
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Alternativ dazu, wenn die Propellerelemente jeweils
eine Anzahl von Schaufeln aufweisen, insbesondere mehr als zwei,
wobei vorzugsweise jedes Propellerelement in dem jeweiligen Überstreichungsbereich
drehbar ist, welcher parallel zu den Überlappungsbereichen angrenzender
Propellerelemente und in der Richtung der Hauptachse von diesen
beabstandet ist.
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Der Überstreichungsbereich jedes
Propellerelementes kann den Überstreichungsbereich
angrenzender Propellerelemente innerhalb eines Bereiches von 40
bis 60% der Länge
der Schaufeln der Propellerelemente überlappen, aber überlappt
vorzugsweise um ungefähr
50% der Länge
der Schaufeln.
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Es kann ein allgemein zylindrisches
inneres Leitblech vorgesehen sein, das innerhalb eines Innenrandes
der kollektiven Überstreichungsbereiche der
jeweiligen Propellerelemente einbeschrieben ist.
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Die Propellerelemente sind vorzugsweise
so zueinander angeordnet, dass eine nicht überstrichene Querschnittsfläche zwischen
dem inneren und dem äußeren Leitblech
im Wesentlichen gleich ist zu dem überlappenden Anteil der Überstreichungsflächen der
Propellerelemente.
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Das innere und das äußere Leitblech
erstrecken sich vorzugsweise auf einer Seite strömungsaufwärts von dem äußeren Leitblech
in einer Richtung der Hauptachse über die Propellerelemente hinaus.
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Das äußere Leitblech kann eine Platte
umfassen, welche sich in radialer Richtung nach außen in einer
Länge erstreckt,
die gleich oder größer ist
als ein Durchmesser von einem Überstreichungsbereich der
Propellerelemente.
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Bei einer Anordnung sind acht Propellerelemente
zwischen dem inneren und dem äußeren Leitblech
in gleichen Abständen
in Umfangsrichtung gelagert, wobei eine innere Querschnittsfläche, welche das
innere Leitblech überdeckt,
im Wesentlichen gleich ist zu der Überstreichungsfläche eines
der Propellerelemente.
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Der Innenbereich, welcher das innere
Leitblech übergreift,
ist vorzugsweise eingeschlossen.
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Es kann ein Antriebsmotor innerhalb
des Innenbereiches vorgesehen sein, um die Propellerelemente anzutreiben.
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Alternativ dazu kann ein angetriebener
Rotor innerhalb des Innenbereiches aufgenommen sein, um durch die
Drehung der Propellerelemente angetrieben zu werden, wenn diese
in einem sich bewegenden Fluid getragen sind.
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Der Innenbereich kann auch ein gemeinsames
Getriebe aufnehmen, welches die Propellerelemente zur gemeinsamen
Drehung mit einem vorbestimmten Zeitablauf miteinander kuppelt.
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Es kann ein zylindrisches zentrales
Leitblech vorgesehen sein, welches konzentrisch zwischen dem inneren
und dem äußeren Leitblech
beabstandet ist, wobei die Propellerachsen an voneinander beabstandeten
Stellen um das zentrale Leitblech herum angeordnet sind.
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Eine Anzahl von radialen Leitblechen
erstrecken sich vorzugsweise in einer radialen Richtung von der
Hauptachse zwischen dem inneren und dem äußeren Leitblech und stützen das
zentrale Leitblech.
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Jede Propellerachse kann an einem
Schnittpunkt des zentralen Leitbleches mit einem jeweiligen radialen
Leitblech angeordnet sein.
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Das zentrale Leitblech und die radialen
Leitbleche sind vorzugsweise auf einer Seite strömungsabwärts von den Propellerelementen
gestützt.
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Ein unüberstrichener Bereich zwischen
dem äußeren Leitblech
und den kollektiven Überstreichungsbereichen
der Propellerelemente kann von geformten Füllkörpern umgeben oder ausgefüllt sein, welche
die kollektiven Überstreichungsbereiche
der Propellerelemente umgeben, wobei die geformten Füllkörper in
Abstand zu und bezüglich
dem äußeren Leitblech
fixiert sind.
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Die geformten Füllkörper verjüngen sich vorzugsweise, um
sich im Wesentlichen mit dem äußeren Leitblech
abzuschließen,
weil die geformten Füllkörper sich
in einer Richtung der Hauptachse von gegenüberliegenden Seiten der Propellerelemente
weg erstrecken.
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Es kann ein zentraler Füllkörper vorgesehen sein,
welcher einen zentralen unüberstrichenen
Bereich überdeckt,
welchen von den kollektiven Überstreichungsbereichen
der Propellerelemente umgeben ist, wobei sich der zentrale Füllkörper zu
gegenüberliegenden
Spitzen entlang der Hauptachse auf gegenüberliegenden Seiten der Propellerelemente hin
verjüngt.
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In einer Turbinengeneratorkonfiguration nimmt
der zentrale Füllkörper vorzugsweise
einen Rotor auf, welcher mit den Propellerelementen gekuppelt ist,
so dass er durch die Drehung der Propellerelemente angetrieben ist.
In diesem Fall nimmt die Länge
der Schaufeln vorzugsweise in Strömungsrichtung zu.
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Jedes Propellerelement kann eine
Anzahl von Schaufeln an unterschiedlichen Stellen entlang eines
vollständigen
Umfanges des Propellerelementes aufweisen, wobei die Schaufeln jedes
Propellerelementes in einer oder mehreren Ebenen drehbar sind, welche
in einer Richtung der Hauptachse von den Schaufeln angrenzender
Propellerelemente versetzt ist/sind.
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Es können vier Propellerelemente
vorgesehen sein, die an gleichmäßig beabstandeten
Stellen um die Hauptachse gelagert sind, wobei ein Innenrand jedes Überstreichungsbereiches
von der Hauptachse geschnitten wird. Es sind ein allgemein zylindrisches
zentrales Leitblech vorgesehen, welches die Propellerachsen schneidet
sowie eine Anzahl von radialen Leitblechen, welche sich in einer
radialen Richtung von der Hauptachse erstrecken und das zentrale
Leitblech stützen,
wobei sich die radialen Leitbleche miteinander in der Hauptachse
schneiden.
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Vorzugsweise sind die Propellerelemente
in einem Rahmen drehbar gelagert, wobei die Propellerachsen in einer
festen Beziehung zueinander und zu dem Rahmen stehen, und wobei
der Rahmen um die Hauptachse drehbar gelagert ist.
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In einer Turbo-Gebläse-Jet-Kompressorkonfiguration
umfasst die Vorrichtung vorzugsweise:
geformte Füllkörper, die
einen nicht überstrichenen Bereich
zwischen dem äußeren und
den kollektiven Überstreichungsbereichen
der Propellerelemente einschließen,
wobei die geformten Füllkörper die
kollektiven Überstreichungsbereiche
der Propellerelemente umgeben und sich an gegenüberliegenden Enden der Propellerelemente
zu dem äußeren Leitblech
hin verjüngen;
ein
zentraler Füllkörper erstreckt
sich über
einen zentralen nicht überstrichenen
Bereich, der von den kollektiven Überstreichungsbereichen der
Propellerelemente umgeben ist, wobei sich der zentrale Füllkörper an
den Propellerelementen gegenüberliegenden Enden
zu der Hauptachse hin verjüngt;
ein
zylindrisches zentrales Leitblech, das konzentrisch zwischen dem
zentralen Füllkörper und
dem äußeren Leitblech
beabstandet ist, wobei die Propellerachsen an voneinander beabstandeten
Stellen um das zentrale Leitblech herum angeordnet sind; und
eine
Anzahl von radialen Leitblechen, die sich in radialer Richtung von
den Hauptachsen zwischen dem zentralen Füllkörper und dem äußeren Leitblech
erstrecken und das zentrale Leitblech stützen.
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Jedes Propellerelement kann eine
Anzahl von Paaren von diametral entgegen gesetzten Schaufeln aufweisen,
die entlang der Propellerachse unter unterschiedlichen Winkeln zueinander
in einer helixartigen Konfiguration gestapelt sind, wobei jedes Leitblech
einen gleichen Steigungswinkel von nicht mehr als 45 Grad aufweist.
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Wenn die Schaufeln jedes Propellerelementes
in einer gemeinsamen Ebene mit entsprechenden Schaufeln von angrenzenden
Propellerelementen liegen, werden die Propellerelemente vorzugsweise
gemeinsam in einem vorbestimmten Zeitablauf zueinander gedreht,
um die Kollision von angrenzenden Propellerelementen zu vermeiden,
die überlappende
Bereiche haben.
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In einer Konfiguration als Polarisationseinheit
zur Herstellung von Plasma durch Niedrigtemperatur Gasfusion, weist
die Vorrichtung vorzugsweise auf:
ein allgemein zylindrisches
Leitblech, das in den Innenrand der kollektiven Überstreichungsbereiche der jeweiligen
Propellerelemente einbeschrieben ist;
ein allgemein zylindrisches
Leitblech, das konzentrisch zwischen der inneren und der äußeren Leitschaufel
beabstandet angeordnet ist; und
eine Anzahl von radialen Leitblechen,
die sich von der Hauptachse in radialer Richtung zwischen dem inneren
und dem äußeren Leitblech
erstrecken und das zentrale Leitblech stützen;
wobei wenigstens
eines der Leitbleche einen Durchlass zur Aufnahme eines kühlenden
Fluids aufweist, das durch den Durchlass hindurch umgewälzt wird.
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In der Konfiguration als Polarisationseinheit kann
jedes Propellerelement ein Paar von diametral gegenüberliegenden
Schaufeln aufweisen, die jeweils einen Steigungswinkel von weniger
als 45 Grad haben, wobei der Überstreichungsbereich
jedes Propellerelementes den Überstreichungsbereich
von angrenzenden Propellerelementen um ungefähr 50% der Länge der
Schaufeln der Propellerelemente überlappt.
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Es können sechs Propellerelemente
vorgesehen sein, welche in einer allgemeinen gemeinsamen Ebene drehbar
gelagert sind, wobei der Zeitablauf der Drehung jedes Propellerelementes
zu der Drehung angrenzender Propellerelemente festliegt, um die
Kollision von Propellerelementen in den überlappenden Überstreichungsbereichen
zu vermeiden.
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In der Konfiguration als Polarisationseinheit ist
die Vorrichtung vorzugsweise in Kombination mit einem abgedichteten
sphärischen
Kessel, in welchen Gase in intermittierenden Intervallen injiziert
werden, und Plasma extrahiert wird.
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Kurze Beschreibung
der Zeichnung
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In der begleitenden Zeichnung, welche
ein beispielhaftes Ausführungsbeispiel
der vorliegenden Erfindung veranschaulicht, zeigen:
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1 eine
perspektivische Seitenansicht von oben der Vorrichtung zur Antriebslinearisierung.
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2 eine
perspektivische Seitenansicht von unten der Vorrichtung gemäß 1.
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3 eine
schematische Draufsicht von oben, welche die Beziehung der Propellerelemente der
Vorrichtung gemäß 1 veranschaulicht.
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4 eine
Draufsicht von oben auf die Vorrichtung gemäß 1, welche mit einem geeigneten Antriebsmechanismus
dargestellt ist, welche zwischen den Propellerelementen verbunden
ist.
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5 eine
perspektivische Ansicht eines der Propellerelemente.
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6 eine
schematische Ansicht von oben, welche die überlappenden Überstreichungsbereiche der
Propellerelemente illustriert und die oszillierenden verschlungenen
Potentiale von tangentialer Kraft.
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7 eine
Ansicht von oben eines der Propellerelemente, welche das mobile
Strömungssystem
der inneren und äußeren Kammern
zeigt.
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8 eine
schematische Seitenansicht von oben der mobilen und statischen Feldsysteme
in einer Vorrichtung gemäß 1.
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9 eine
Seitenansicht von oben der Vorrichtung, welche in einem festen Rahmen
drehbar gehaltert ist.
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10 eine
perspektivische Ansicht der Zwischenräume, welche die nicht überstrichenen
Bereiche der Propellerelemente zwischen dem inneren und äußeren Leitblech
umfassen.
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11A und 11B eine Seitenansicht von oben
bzw. eine Draufsicht der Vorrichtung zur Antriebslinearisierung
in einer Turbinengeneratoreinheit.
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12 ist
eine Schnittansicht der Vorrichtung zur Antriebslinearisierung in
einer Inline-pumpeneinheit.
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13 ist
eine Draufsicht auf ein Propellerelement zur Verwendung der Vorrichtung
der Antriebslinearisierung in einer Turbo-Gebläse-Jet-Kompressorkonfiguration.
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14 ist
eine schematische Draufsicht auf ein Ausführungsbeispiel der Vorrichtung,
in welcher nur vier Propellerelemente vorgesehen sind.
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15A ist
eine schematische Seitenansicht von oben auf die Vorrichtung zur
Antriebslinearisierung in einer Polarisationseinheitsanordnung.
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15B ist
eine Draufsicht auf die Vorrichtung gemäß 15A.
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Genaue Beschreibung
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Mit Bezug auf die begleitende Zeichnung
ist eine Vorrichtung zur Antriebslinearisierung veranschaulicht,
die im Allgemeinen mit einem Bezugszeichen 10 bezeichnet
ist. Der Mechanismus 10 ist besonders nützlich zur Linearisierung einer
Fluidströmung,
um den Wirkungsgrad in Pumpen, Turbinen, Kompressoren oder Gebläsen und ähnlichem
zu erhöhen.
Die Vorrichtung ist in geeigneter Weise eingerichtet, um entweder
Fluid in einer linearisierten Weise zu drücken, eine Fluidströmung in
linearisierter Weise aufrecht zu erhalten oder erforderlichenfalls sich
selbst durch ein Fluid entlang eines linearen Vektors anzutreiben.
Während
zahlreiche Ausführungsbeispiele
veranschaulicht und hier beschrieben werden, werden zunächst die
gemeinsamen Elemente der unterschiedlichen Ausführungsbeispiele hier erläutert.
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Die Vorrichtung 10 umfasst
einen Rahmen 20, welcher darauf eine Anzahl von Propellerelementen 22 trägt. Jedes
Propellerelement 22 umfasst sich radial nach außen erstreckende
Schaufeln 24, welche zum Umlauf innerhalb eines Schaufelüberstreichungsbereiches 26 gehaltert
sind, welcher rechtwinklig zu einer zugehörigen Propellerachse 28 liegt, um
welche das Propellerelement gedreht wird. Der Rahmen 20 weist
eine Hauptachse 30 auf, um welche die Propellerelemente
in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander
und von der Hauptachse beabstandet sind. Die Propellerachsen 28 sind
parallel zu der Hauptachse 30 des Rahmens, wobei die Propellerelemente
auf dem Rahmen getragen sind, so dass die Achsen 28 in
Bezug zueinander in einer festen Stellung bleiben. Die Überstreichungsbereiche 26 der
jeweiligen Propellerelemente sind so angeordnet, dass sie einander
um ungefähr
50% der Länge
jedes Blattes 24 überlappen.
Die Schaufeln weisen weiterhin einen Steigungswinkel auf, welcher gleich
oder kleiner als 45 Grad ist.
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Der Rahmen 20 weist ein
zylinderförmiges äußeres Leitblech 32 auf,
das zu der Hauptachse 30 des Rahmens konzentrisch ist.
Das äußere Leitblech ist
so angeordnet, dass es die kollektiven Überstreichungsbereiche 26 der
Propellerelemente umschreibt, so dass eine Außenkante des Überstreichungsbereiches 26 jedes
Propellerelementes direkt an den Außenring 32 angrenzt.
Die Höhe
des Außenringes 32 in
longitudinaler Richtung der Hauptachse 30 ist so eingerichtet,
dass sie über
das Propellerelement 22 in beiden Richtungen hinausragt.
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Fluidbewegung bezüglich des Rahmens 20 der
Vorrichtung 10 tritt durch die Vorrichtung so hindurch,
dass sie im Allgemeinen von einer Seite 34 strömungsaufwärts zu einer
Seite 36 strömungsabwärts von
dem Rahmen linear und im Wesentlichen parallel zu der Hauptachse
des Rahmens bleibt.
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Nun sind mit Bezug auf das erste
Ausführungsbeispiel,
welches in den 1 bis 8 veranschaulicht ist, acht
Propellerelemente 22 gezeigt. Ein inneres Leitblech 38,
welches zylinderförmig
und konzentrisch zu der Hauptachse auf dem Rahmen gehaltert ist,
ist in die kollektiven Überstreichungsbereiche 26 der
Propellerelemente so einbeschrieben, dass es einen mittleren unüberstrichenen
Bereich 40 umgibt. Wenn acht Propellerelemente 22 vorgesehen sind,
ist der mittlere unüberstrichene
Bereich 40 ungefähr
gleich dem Überstreichungsbereich 26 eines der
Propellerelemente. Ein unüberstrichener
Bereich des Querschnittsbereiches zwischen dem inneren und dem äußeren Leitblech
ist so ausgebildet, dass er ungefähr gleich dem Überstreichungsbereich
der Propellerelemente ist. Ähnlich
wie das äußere Leitblech
erstreckt sich das innere Leitblech 38 auch in der longitudinalen
Richtung der Hauptachse über
die Propellerelemente 22 in beiden Richtungen hinaus.
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Ein zentrales Leitblech 42 ist
vorgesehen, welches zylindrisch ist und ebenfalls konzentrisch zu der
Hauptachse des Rahmens 30 angebracht ist. Das zentrale
Leitblech 42 ist mittig zwischen dem inneren und dem äußeren Leitblech
beabstandet angeordnet, so dass es die jeweiligen Propellerachsen 28 schneidet,
wobei die Achsen 28 in Umfangsrichtung gleichmäßig voneinander
beabstandet sind.
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Radiale Leitbleche 44 sind
vorgesehen, welche sich in radialer Richtung zu der Hauptachse 30 zwischen
dem inneren Leitblech 38 und dem äußeren Leitblech 32 erstrecken.
Die radialen Leitbleche 44 liegen parallel zu der Strömungsrichtung
und der Hauptachse 30. An einem Schnittpunkt jedes radialen
Leitbleches 44 und dem zentralen Leitblech 42 ist ein
Rotationsgehäuse 46 angebracht,
um eines der Propellerelemente zur Rotation um die jeweilige Propellerachse drehbar
zu lagern. Die radialen Leitbleche 44 haltern das zentrale
Leitblech, das innere Leitblech 38 und die Propellerelemente 22 an
dem äußeren Leitblech 32.
Das zentrale Leitblech 42 und die radialen Leitbleche 44 sind
strömungsabwärts von den
Propellerelementen gestützt,
um eine Kollision mit den Propellerelementen zu vermeiden.
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Das äußere Leitblech kann eine Platte
umfassen, welche sich in einem Abstand hiervon radial nach außen erstreckt,
der im Wesentlichen gleich oder größer ist als ein Durchmesser
eines der Überstreichungsbereiche
der Propellerelemente.
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Eine Antriebsvorrichtung 48 ist
strömungsaufwärts von
den Propellerelementen 22 angeordnet, um die Propellerelemente
zum gemeinsamen Umlauf zu koppeln. Ein Motor ist in dem Mittelbereich 40 untergebracht,
mit welchem die Antriebsvorrichtung 48 verbunden ist. Die
Antriebsvorrichtung 48 umfasst eine Reihe von Rollen und
Riemen, welche zwischen der Abtriebswelle des Motors und den Propellerelementen
eine Verbindung herstellen.
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In dem ersten Ausführungsbeispiel
weist jedes Propellerelement 22 zwei diametral entgegen gerichtete
Schaufeln auf, welche in einer mit den Schaufeln der übrigen Propellerelemente
gemeinsamen Ebene drehbar gelagert sind. Demgemäß sind die Propellerelemente
wegen der überlappenden Überstreichungsbereiche 26 so
angeordnet, dass sie in einer festen Zeitabfolge zueinander umlaufen,
um eine Kollision mit den Schaufeln der Propellerelemente zu vermeiden.
Wenn acht Propellerelemente vorgesehen sind, die jeweils zwei diametral
gegenüberliegende
Schaufeln aufweisen, sind die Propellerelemente so angeordnet, dass
sie rechte Winkel zu den Schaufeln von angrenzenden Propellerelementen
während
einer vollständigen
Drehung einschließen.
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Bei Anbringung in einer offenen Konfiguration
ist die Tiefe der Leitbleche, auch als Höhe der Leitbleche in axialer
Richtung der Hauptachse bezeichnet, proportional zu dem Steigungswinkel
der Propellerelemente und genauer zu der Menge von Luft, die durch
die Propellerelemente verschoben wird. Die Propellerelemente verschieben
ein Volumen von Durchfluss gemäß jeder
Schaufel und die Leitblechtiefe/-höhe entspricht für optimale
Wechselwirkung des gegebenen Durchflusses der Verschiebungsmenge
jedes Propellerelementes bei einem Umlauf. In einem Beispiel hat
jede Schaufel eine Länge
von 8 Zoll (20,3 cm) bei einem Steigungswinkel von 45 Grad. Zwei
solcher Schaufeln schaffen einen Überstreichungsbereich mit 16
Zoll (40,6 cm) Durchmesser und bei einem Umlauf verschiebt jede
Schaufel 8 lineare Zoll (20,3 cm) von Fluid, welcher geteilt
wird durch 4, um zu 2 Zoll (5,1 cm) pro Abschnitt jeder Schaufel
zu kommen und deshalb zu 4 Zoll (10,3 cm) pro Abschnitt für zwei Schaufeln.
Die Tiefe des inneren Leitbleches ist deshalb in diesem Beispiel
4 Zoll (10,3 cm). Der Bereich des inneren Feldes 103, welcher
ein kondensierter Bereich in Bezug zu Bereich 106 ist,
erfordert die volle Leitblechtiefe, wogegen der Bereich des äußeren Feldes 106 von
geringerer Tiefe sein kann, weil er weniger kondensiert ist und
das Innenfeld 103 durch das Sparströmungssystem unterstützen muss
und um den Fluss in Bezug zu dem äußeren Fluss zu erleichtern.
Die geringere Tiefe ist aus einem 45-Grad-Propeller berechnet, welcher einen kubischen
Anteil von Fluid durch die horizontale Ebene des Propellerelementes
in Bezug auf den Durchmesser des Überstreichungsbereiches drückt. Der zentrale
Punkt der inneren und äußeren kubischen Bereiche
liegt in Bezug zu einer horizontalen Linie, die sich von einer Spitze
einer Schaufel an ihrer zentralsten Stelle zu einer Stelle im gleichen
Abstand von der äußeren Spitze
einer gegenüber
liegenden Schaufel erstreckt, d.h. zwischen diesen beiden Punkten
oder auf der äußeren Schaufelspitze.
Diese äußere Distanz,
d.h. gleich zu dem Durchmesser des Schaufelüberstreichungsbereiches, ist
das Absolute des äußeren Feldes
in Bezug auf die Dynamik der mobilen inneren Strömung, d.h. die statische Grenzschicht
nimmt die definierte äußere Dimension
ein. Der kubische Fluidanteil der in vier Bereiche geteilt ist,
steigt in dem obigen Beispiel nur zu einem Viertel unter die Ebene
der Propeller ab, das sind nur 4 Zoll (10,3 cm) bei einem 16 Zoll
(40,6 cm) Durchfluss bei einer Umdrehung. Eine Linie von dem ersten
Viertel von dem Kubus an dem innersten Punkt unterhalb der Propeller
zu dem äußersten
Punkt des statischen Feldes in der horizontalen Propellerebene gezogen stellt
damit die erforderliche Interferenz in Bezug zu der mobilen inneren
Strömung
her. Ein kleinerer Propellersteigungswinkel entspricht dadurch einer
kleineren Leitblechtiefe. In einigen Fällen können die Propellerelemente
einen einstellbaren Schaufelsteigungswinkel haben, in welchem Fall
sich die Leitbleche in der Länge
einstellen, um sich an die Einstellung der Schaufelsteigungswinkel
anzupassen.
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Nun mit Bezug auf 9 ist die Vorrichtung ähnlich zu
dem vorhergehenden Ausführungsbeispiel
angeordnet mit der Ausnahme, dass das äußere Leitblech durch geeignete
Lager 52 oder ähnlichem
in einem festen Tragrahmen 50 drehbar gelagert ist, um
die Drehung der gesamten Vorrichtung bezüglich des festen Rahmens zu
gestatten. Ein geeigneter Aktuator ist vorgesehen, um die Drehung der
gesamten Vorrichtung um die Hauptachse relativ zu dem Tragrahmen
zu steuern. Wenn der Rahmen des Mechanismus 10 bezüglich eines
festen Rahmens drehbar ist, kann die Rotation der Propellerelemente
durch das drehfeste Anbringen eines Planetenrades auf jedem Propellerelement
bewirkt werden, welches mit einem stationären Sonnenrad um den Mechanismus 10 kämmt, und
die Propellerelemente werden gedreht. Die Drehung der Vorrichtung bezüglich des
Sonnenrades, wenn die jeweiligen Planetenräder der Propeller mit dem Sonnenrad
gekoppelt sind, verursacht die Drehung der Propeller um die jeweiligen
Propellerachsen gemeinsam mit den Planetenrädern, wenn der Mechanismus
gedreht wird. Das Verhältnis
der Umdrehungen der Propellerelemente bezüglich zu den Umdrehungen der
Vorrichtung ist durch das Übersetzungsverhältnis der Planetenräder zu dem
Sonnenrad festgelegt. Der Planetenantrieb und der Zentralradantriebsmechanismus
der Propellerelemente ist auch ausführbar in Vorrichtungen, welche
vier oder sechs Propellerelemente umfassen und in Fällen, wo
der Rahmen der Vorrichtung 10 in Ruhe bleibt und sich anstelle
dessen das Sonnenrad dreht.
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Nun werden mit Bezug auf die Ausführungsbeispiele
der 10 bis 12 verschiedene Verwendungen
der Mechanismen veranschaulicht, in welchen äußere Füllkörper 54 und ein zentraler
Füllkörper 56 vorgesehen
sind. Die äußeren Füllkörper 54 werden
von dem äußeren Leitblech 32 gehalten
und umfassen in einem Abstand die unüberstrichenen Bereiche zwischen
den gemeinsamen Überstreichungsbereichen
der Propellerelemente und dem äußeren Leitblech 32.
In entsprechender Weise wird der zentrale Füllkörper 56 von dem inneren
Leitblech gestützt,
um einen unüberstrichenen
Bereich zu überdecken,
welcher den umgebenden kollektiven Überstreichungsbereichen der
Propellerelemente folgt.
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Wie in 10 gezeigt
ist, sind die äußeren Füllkörper 54 und
der zentrale Füllkörper 56 in
Kombination mit dem inneren Leitblech 38, dem zentralen Leitblech 42 und
den radialen Leitblechen 44 gezeigt, welche strömungsabwärts von
den Propellerelementen gehaltert sind, welche die Füllkörper umgeben. Diese
Anordnung von Füllkörpern in
Kombination mit Leitblechen kann nützlich sein für Pumpenkonfigurationen,
Turbinenkompressoren oder Turbinen-Gebläse-Jet-Kompressoren, von denen
jede unterschiedliche Schaufeltypen der jeweiligen Propellerelemente aufweist.
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Nun wird mit Bezug auf die 11A und 11B ein Turbinengenerator veranschaulicht,
welcher äußere Füllkörper 54 und
zentrale Füllkörper 56 wie oben
beschrieben aufweist. In diesem Fall nimmt der zentrale Füllkörper einen
angetriebenen Rotor 54 auf mit einer Leistungsabnahmevorrichtung,
um davon Leistung zu ziehen, wenn der Rotor 54 in Folge
davon, dass er mit den jeweiligen Propellerelementen durch ein geeignetes
Getriebe 59 gekoppelt ist, mit diesen umläuft, wobei
das Getriebe ebenso in dem zentralen Füllkörper aufgenommen ist.
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Die Propellerelemente weisen in diesem
Fall eine Anzahl von Schaufeln 24 auf, die unter mehreren
Winkeln zueinander jeweils in mehreren Ebenen gehalten sind, welche
in räumlicher
Richtung zueinander in einer axialen Richtung entlang der jeweiligen Propellerachse übereinander
gestapelt sind. Jede Ebene von Schaufeln jedes Propellerelementes
ist so angeordnet, dass sie in axialer Richtung von einer Ebene
von überlappenden
Schaufeln eines angrenzenden Propellerelementes beabstandet ist.
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Jedes Propellerelement weist weiterhin
einen Kern 60 auf, der im Wesentlichen kegelstumpfförmig ist,
der sich von einem größeren Durchmesser strömungsaufwärts zu einem
kleineren Durchmesser strömungsabwärts verjüngt, so
dass er sich in Flussrichtung verjüngt. Die Schaufeln 24 erstrecken
sich in radialer Richtung von dem Kern des jeweiligen Propellerelementes,
so dass es einen etwas zunehmenden Außendurchmesser hat, so dass
die Schaufeln, die näher
an der strömungsabwärtigen Seite
länger sind
als jene, die an die strömungsaufwärtigen Seite angrenzen.
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In dem Ausführungsbeispiel in 12 ist die Vorrichtung dazu
eingerichtet, um in einer Röhre
als Leitungspumpe gehalten zu sein. Die Vorrichtung umfasst einen Röhrenabschnitt 62,
welcher herkömmliche
Schraubflansche 64 an jedem Ende aufweist, um in einer
Pipeline in Reihe verschraubt zu werden. Füllkörper 54 und 56 sind
wie oben beschrieben vorgesehen. Der zentrale Füllkörper nimmt einen Motor 66 auf,
um die Drehung der Propellerelemente anzutreiben. Der zentrale Füllkörper ist
um den Motor 66 geschlossen und verjüngt sich zu einem Paar einander
gegenüberliegender
Spitzen 68 entlang der Hauptachse an gegenüberliegenden
Seiten der Propellerelemente. In gleicher Weise verjüngen sich
in diesem Beispiel die äußeren Füllkörper 54 nach
außen
zu dem äußeren Leitblech
der Innenwand des Röhrenabschnittes 62 hin,
so dass sie im Wesentlichen mit einem Bereich abschließen, der
nach außen von
jeder Seite der Propellerelemente beabstandet ist.
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Nun wird mit Bezug auf 13 ein Propellerelement 22 zur
Verwendung in einen Turbo-Gebläse-Jet-Kompressor
dargestellt, welcher wie in 10 gezeigte
Füllkörper und
Leitbleche hat. In diesem Beispiel umfasst jedes Propellerelement
eine Welle 70, um welche sich eine Anzahl von Schaufeln 24 hiervon
radial nach außen
erstrecken. Die Schaufeln sind entlang der Welle 70 in
Paaren von diametral gegenüberliegenden
Schaufeln gestapelt, welche winkelmäßig etwas von angrenzenden
Paaren von Schaufeln versetzt sind, so dass die Schaufeln gemeinsam
eine im Wesentlichen helix- und spiralförmige Anordnung haben. Jede
Schaufel von jedem Propellerelement ist so ausgerichtet, dass sie
rechtwinklig zu einer entsprechenden Schaufel eines angrenzenden
Propellerelementes ausgerichtet ist, welche in einer gemeinsamen
Ebene liegen, wobei die Propellerelemente in einer festen zeitlichen
Abfolge zueinander rotieren, um eine Kollision der Schaufeln der
Propellerelemente zu vermeiden. Der Steigungswinkel der Schaufeln
ist in diesem Beispiel gleich oder kleiner als 45 Grad.
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Nun wird mit Bezug auf das Ausführungsbeispiel
in 14 eine Vorrichtung 10 gezeigt,
in welcher nur vier Propellerelemente vorgesehen sind, mit überlappenden Überstreichungsbereichen ähnlich zu früheren vorherigen
Ausführungsbeispielen.
Die Überstreichungsbereiche
sind so angeordnet, dass sie einander überlappen, so dass eine innere
Randlinie jedes Überstreichungsbereiches
eine tote Mitte 72 der Vorrichtung schneidet. In dieser
Anordnung sind in ähnlicher
Weise wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen radiale Leitbleche 44 vorgesehen,
jedoch sind die Leitbleche so angeordnet, dass sie sich miteinander
in dem toten Zentrum schneiden und sich in radialer Richtung nach
außen zu
dem äußeren Leitblech 32 hin
erstrecken. Weiterhin ist wieder ein zentrales Leitblech 42 vorgesehen, welches
zwischen der toten Mitte 72 und dem äußeren Leitblech beabstandet
ist, so dass einer der Propeller an einem Schnittpunkt eines jeweiligen
radialen Leitbleches 44 und dem zentralen Leitblech 42 angeordnet
ist.
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Wie bei einem weiteren Ausführungsbeispiel der
Steuervorrichtung 10 in den 15A und 15B gezeigt ist, kann die
Vorrichtung Teil einer bipolaren Polarisationseinheit in Gestalt
eines Ausrüstungsgegenstandes
für Forschung
und Entwicklung für
die Herstellung von Plasma durch Niedrigtemperatur Gasfusion sein.
In diesem Beispiel ist die Vorrichtung in einer versiegelten Kammer 76 gehaltert,
in welche Gas durch einen Injektor 78 injiziert wird und
Plasma an einem Auslass 80 abgezogen wird.
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Wie in 15B gezeigt
ist, umfasst die Vorrichtung in diesem Beispiel sechs Propellerelemente 22,
die Überstreichungsbereiche 26 haben,
welche die Bereiche 26 von angrenzenden Propellerelementen
um ungefähr
50% der Länge
der Schaufeln überlappen,
welches ungefähr
einem Viertel des Durchmessers des Propellerelementes entspricht.
In ähnlicher Weise
zu dem ersten Ausführungsbeispiel
ist ein inneres Leitblech 38 in die gemeinsamen Überstreichungsbereiche
einbeschrieben, mit einen zentralen Leitblech 42, welches
konzentrisch zwischen dem inneren und dem äußeren Leitblech im Abstand gehalten
ist, wobei radiale Leitbleche 44 vorgesehen sind, welche
sich zwischen dem inneren und dem äußeren Leitblech erstrecken
und das zentrale Leitblech stützen.
Bei diesem Beispiel sind die Leitbleche jedoch insoweit unterschiedlich,
als die Leitbleche hohl sind und Durchlasse zur Aufnahme einer Kühlflüssigkeit
aufweisen, die hindurch zirkuliert wird, wie es zur Kühlung der
Leitbleche erforderlich ist. Eine Fluidumwälzvorrichtung 82 ist
in strömungsmäßiger Verbindung
mit den Durchlassen 84 in den Leitblechen vorgesehen, um
die Umwälzung
der Kühlflüssigkeit
durch die Durchlasse zu steuern. Bei diesem Ausführungsbeispiel umfassen alle
Propellerelemente ein Paar von diametral gegenüberliegenden Schaufeln, welche
in einer gemeinsamen Ebene mit angrenzenden Propellerelementen umlaufen,
so dass sie eine feste zeitliche Beziehung erfordern, welche die
Drehung von angrenzenden Propellerelementen synchronisiert, damit
sie voneinander um 90 Grad versetzt sind, wie es oben beschrieben
ist. Jede Schaufel hat einen Steigungswinkel von weniger als 45
Grad, wie in den vorhergehenden Ausführungsbeispielen. Im Betrieb
werden Gase in intermittierenden Intervallen injiziert, um die Extraktion
von Plasma aus der versiegelten Kammer 76 zu gestatten.
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Wie oben mit Bezug auf das erste
Ausführungsbeispiel
bemerkt, sind die sechzehn Propellerschaufeln, die wie in dem ersten
Beispiel überlappen und
einen Steigungswinkel von 45 Grad haben, in einer festen 90-Grad-Zeitabfolge
auf acht Rotoren- oder Propellerelementen angebracht, die in Umfangsrichtung
um eine gemeinsame Hauptachse angeordnet sind, innerhalb einer jeweiligen
Schwenkanordnung an einem Schnittpunkt des kreisförmigen zentralen
Leitbleches und der jeweiligen radialen Leitschaufel.
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Wenn Leistung durch einen elektrischen
Motor über
ein Riemenantriebssystem an die Rotoren- oder Propellerelemente
in dem ersten Ausführungsbeispiel übertragen
wird, rotieren die Propellerschaufeln, ziehen Luft von oben entlang
von Tangenten einer spiralförmigen
Strömung 100 in
den Verteiler von Leitschaufeln und treiben die Luft in die inneren
Kammern 102 des inneren mobilen Feldsystems 103 und die äußeren Kammern 104 des äußeren mobilen Feldsystems 106.
Innerhalb dieser Kammern oszilliert die Luft durch tangentiale Kräfte 108 auf
jeder Seite der zentralen Leitschaufel innerhalb des mobilen Feldsystems 103, 106.
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Dies erzeugt zusätzliche Drücke unterhalb der Propellerelemente,
da die oszillierenden tangentialen Kräfte 108 zu beiden
Seiten der Leitschaufelanordnung der zentralen Leitschaufel austreten,
kollidieren sie und bringen den binären Fluss des mobilen Hauptfeldes 103, 106 der
Strömung
dazu, linear und rechtwinklig zu den Propellerelementen zu werden.
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Die Umwandlung der mobilen tangentialen Kräfte der
Krümmungsströmung 108 zu
den mobilen linearen Strömungen
erzeugt zwei Schleifen von rückfließender Luft 110,
die als Sparströmungssystem
innerhalb der Hauptströmung
des mobilen Feldes 103, 106, bezeichnet werden.
Eine dieser stetigen Schleifen von rückströmenuder Luft 110,
welche zu dem inneren Feldsystem 103 gehört, geht
zwischen den Ebenen der Propeller innerhalb der unüberstrichenen
Bereiche 112 des Propellerbereiches hin und her, welche
von der inneren Leitschaufel und den Propellerüberstreichungsbereichen 114 begrenzt
sind. Die andere Schleife von rückströmender Luft 110 gehört zu dem äußeren Feldsystem 106 und geht
zwischen dem inneren Feld und dem äußeren Feld hin und her, indem
sie die mittlere Leitschaufel umschreibt und in der Propellerebene
innerhalb der nicht überstrichene
Bereiche des Propellerbereiches, welche von der äußeren Leitschaufel und den
Propellerüberstreichungsbereichen
begrenzt sind, hin und her geht.
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Dieses Sparströmungssystem 110 innerhalb der
Hauptströmung
des mobilen Feldes 103, 106 verleiht den Propellern
eine Zunahme von Schubpotential, indem sie eine Verzögerung in
der Trennung der Luft von den anhebenden Oberflächen der Propeller verursacht,
und dieses Sparströmungssystem
erzeugt auch zu beiden Seiten der Propellerebene mit horizontaler Überstreichung
ein statisches Feld von Nichtströmung
innerhalb der inneren Bereiche 124 der Hauptströmung des
mobilen Feldes, und es erzeugt ebenso ein statisches Feld von Nichtströmung innerhalb
der äußeren Bereiche 126 der
Hauptströmung
des mobilen Feldes zu beiden Seiten der Propellerebene mit horizontaler Überstreichung.
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Diese statischen Felder von Nichtströmung 124, 126,
gemeinsam mit der Hauptströmung
des mobilen Feldsystems, erzeugen und bilden zu beiden Seiten der
Propellerebene ein Viertel des einheitlichen Feldes des Antriebs-/Luftkissensystems,
das von den absoluten positiven Kräften von linearen Strömungen 128,
den absoluten positiven Kräften von
statischen Krümmungsströmungen 130,
den absoluten negativen Kräften
von mobilen linearen Strömungen 132 und
den absoluten negativen Kräften von
statischen Krümmungsströmungen 134 gebildet wird.
Dadurch erreicht das achtfache bipolare Antriebs-/Luftkissensystem
acht neutrale Potentiale von einer mobilen vertikalen linearen Kraft
und acht neutrale Potentiale einer statischen horizontalen Krümmungskraft.
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Dieses äußere statische neutrale Feld
von Nichtströmung 126 und
das innere zentrale statische neutrale Feld von Nichtströmung 124 verleihen
der achtfachen Antriebs-/Luftkissenanordnung
strategische Bereiche, welche bei dem Entwurf von Luft-/Luftkissenfahrzeugen
genutzt werden können. Um
die Dynamik von freiem Flug/Schweben mit Bezug auf Motordrehmoment
zu vereinfachen, ist ein System zur Leistungsverteilung innerhalb
des inneren zentralen Bereiches der Nichtströmung 124 notwendig.
Ein solches Antriebs-/Luftkissensystem vervollständigt mit einem statischen
Nutzmantel 136, wie er in dem ausgeführten Beispiel der Erfindung dargelegt
ist, würde
als vollständig
ausgebildetes Luft-/Schwebefahrzeug ein sehr großes Hebepotential aufweisen
wegen seiner starken geometrischen Entwurfsstruktur und seines Verfahrens
zur Erzielung eines binären
Systems von Vektorantrieb haben. Dieses würde auch optimale Stabilität für vertikalen
Start und Landung mit Schwebefähigkeit
schaffen und ein austauschbares Trägersystem, um eine Vielzahl
von Verwendungen zu erleichtern. Einem Mehrmotorsystem würde es gestatten,
Triebwerke zu warten oder während
des Fluges zu ersetzen. Die vorliegende Erfindung würde auch
ein sehr leises Antriebssystem mit niedrigem Geräuschpegel schaffen wegen des vereinheitlichten
Linearen- und Krümmungsströmungssystem
des Kraftfeldes. Geringerer Treibstoffverbrauch als bei herkömmlichen
Flugverfahren können
wegen der linearen Vektorkräfte
der Strömung erwartet
werden.
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Bei der Verwirklichung des Konzeptes
in dem Entwurf einer Pumpe, würde
eine solche Pumpe ein stetiges hohes Volumen, stabilen Zustand,
vollständig
lineare Strömung
an dem Einlass und der Abgabe der Strömung schaffen, weil keine Turbulenz
durch die integrale Drehwirkung der Schaufeln innerhalb der Pumpe
erzeugt wird. Bei der Benutzung als Pumpe ist kein inneres Sparströmungssystem
notwendig.
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Der Motor, um die Pumpe anzutreiben,
ist innerhalb der Mittelposition der Pumpe angeordnet oder befindet
sich außerhalb.
Die Schaufeln sind zu zweien oder mehreren pro Rotor oder Propellerelement
mit einer 180 Grad-Spreizung oder weniger und mit einer Winkelneigung
angeordnet, um sich an die Viskosität des Fluids und die erforderliche
Strömungsgeschwindigkeit
in Bezug auf die Leistungsaufnahme anzupassen.
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Wo Bereiche ohne Schaufelüberstreichung auftreten,
sind geformte Füllkörper notwendig
wie es oben beschrieben ist, um eine sanfte Abgabe von Fluid in
das integrale Schaufelsystem zu schaffen. Auch das Antriebssystem
der Schaufelanordnung kann durch Zahnräder erfolgen, die sich auf
der Einströmungsseite
strömungsaufwärts von
dem Scheibenkörper
befinden. Die geformten Füllkörper sind auf
die Steigungswinkel der Schaufeln abgestimmt. Die geformten Füllkörper sind
an die Fluidströmung und
die Druckdichten während
der Einströmung,
den Durchfluss und den Ausfluss des Fluids angepasst, wenn es durch
die Pumpe hindurch tritt.
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Wenn dieses Konzept in dem Entwurf
eines Durchflussmeters umgesetzt wird, würde ein solcher Meter keine
Turbulenzen in der gemessenen Strömung erzeugen und dadurch eine
größere Genauigkeit
der gemessenen Strömung
bieten. Der Entwurf wäre
derselbe wie bei einer Pumpe mit einem Übertragungssystem, welches
an eine Messeinrichtung angepasst ist.
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Bei der Anwendung dieses Konzepts
bei dem Entwurf eines Turbinengenerators, wie er oben beschrieben
ist, würde
ein solcher Generator das Einbringen von Statoren, um die Strömung zu
kontrollieren, nicht erfordern, da die Strömung durch die integrale Drehwirkung
der Impellerschaufeln kontrolliert würde. Die Schaufeln wären übereinander
gestapelt in einem abwechselnden Reihenstapelformat, so dass die
Schaufeln auf jedem Rotor umlaufen, dass sie zwischen den Drehebenen
voneinander passieren und dadurch mittels der Drehwirkung die Fluidströmung im
Wesentlichen linear halten. Außerdem erfordert
die Turbinenkonfiguration nicht die bipolare Anordnung, welche die
Leitschaufelanordnung des ersten Ausführungsbeispiels unter der integralen
Impellerschaufeleinrichtung benutzt, erfordert jedoch geformte Füllkörper, um
Bereiche auszufüllen,
die nicht von der Impellerwirkung überstrichen werden. Der Grund
für das
Nichterfordernis der bipolaren Leitschaufelanordnung unter den Impellern
ist, dass das Fluid bereits durch Kanäle in lineare Strömungen strukturiert
ist und die geformten an Ort und Stelle gehaltenen Füllkörper mit
der gesamten Impellerwirkung die Strömung des Fluids über den
gesamten Durchfluss durch die Generatorkonfiguration linear hält.
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Bei Anwendung des Konzeptes der vorliegenden
Erfindung auf einen integralen bipolaren Mixer oder Mischer würde eine
solche Anordnung ein Verfahren schaffen, wobei eine vollständige Mischung
des gesamtes Bottichinhaltes gemixt und vermischt würde durch
zwei Strömungen
mit veränderlicher
Strömungsgeschwindigkeit,
die zueinander in Beziehung stehen, welche einander ergänzen würden und
dabei eine Kontrolle über
die gemixten und vermischten Materialen aufrecht erhalten würde ohne
den Bedarf von Strömungsplatten.
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Bei der Anwendung des Konzeptes der
vorliegenden Erfindung auf den Entwurf eines Ventilators oder Gebläses, wobei
die gesamte Anordnung in der Lage ist, verschiedene Drehzustände zu erreichen,
in derselben Drehebene wie die Schaufelebene, ist die Vorrichtung
in der Lage, verschiedene Strömungsarten
abzugeben, die hier als Typ 1 bis Typ 3 beschrieben sind.
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Bei Typ 1 wird eine vollständig lineare
Strömung
im Gleichgewicht mit der Strömungsvorrichtung
erreicht ähnlich
als ob das verteilte Fluid innerhalb einer geschlossenen Leitung
fliesst, in welcher es keine Strömung
außerhalb
des unmittelbaren Strömungsbereiches
gibt. Diese lineare Strömungsart
setzt sich fort, bis sie auf eine Zielfläche trifft und ist ideal für Windkanaltests,
die ohne das Erfordernis eine geschlossene steife Struktur zu bauen
durchgeführt
werden können,
zum Beispiel einen Tunnel, um den Wind einzuschließen. Um
dieses Strömungsmuster
zu erzielen, ist der Tragrahmen aus 9 in Betrieb
statisch und nur die Propellerelemente werden gedreht.
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In einem Typ-2-Betrieb wird eine
halbstetige halblineare Strömung
erreicht, bei dem die Vorrichtung eine Strömung mit einem Maß an gekrümmter Strömung abgibt
und dadurch einen gut definierten begrenzten Bereich von zirkulierendem
Fluid innerhalb eines größeren Raumvolumens
schafft. Um dieses Strömungsmuster
zu erreichen, wird die Vorrichtung langsam um die Hauptachse in
ihren Tragrahmen im Betrieb rotiert, wie es in 9 gezeigt ist.
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Bei Typ-3-Betrieb wird eine unstetige
nichtlineare Strömung
erreicht, wobei die Vorrichtung die Fluidaufnahme maximiert auf
Kosten des Verlusts einer definierten linearen Strömung, und
dadurch erzielt die Vorrichtung eine volle Strömungsaufnahme mit sehr hoher
Geschwindigkeit und schafft ein Gebläse mit einem vergleichsweise
kleinen Aufnahmebereich, welcher eine Ausströmung mit großem Volumen
an den Gebläsekopf
abgibt. Um dieses Strömungsmuster
zu erzielen, wird die Vorrichtung im Betrieb sehr schnell um die
Hauptachse in dem Tragrahmen in 9 rotiert.
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Diese Strömungszustände sind auch auf Luft-/Wasserpropellerantriebssysteme
anwendbar, wodurch diesen einzigartige Eigenschaften verliehen werden,
welche sich in verbesserter Leistung mit einer insgesamt erhöhten Energieeffizienz
widerspiegeln.
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Die innere Kraftströmung bezieht
sich auf ein Verständnis,
wonach potentielle Energie als mobile und statische Mäntel aufgefasst
werden kann, welche ihrerseits die Dimensionen von mobiler Wellenenergie
und statischer Korpuskelenergie in Bezug auf ein vereinheitlichtes
Feld darstellen, in welchem diese Energiepotentiale Dimensionen
wechseln, indem sie in einer Schleife zwischen ebenen Dimensionen fließen. Wenn
diese Schleifenpotentiale in einem vierdimensionalen Feld vereinheitlicht
werden, ist dieses Feld in einem Quadrupletformat vereinheitlicht,
welches aus vier Schleifen besteht mit zwei Polen von acht Potentialen.
Folglich schafft das Sparströmungssystem
des ausgeführten
Konzeptes, da es achtfach ist, ein vereinheitlichtes Feld von sechzehn
Schleifen mit zwei Polen und zweiunddreißig Potentialen.
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Auch die Zeitabfolge der Propeller,
was die Einstellung der Propeller in einem 90-Grad-Winkel zueinander
einschließt,
ist in Bezug zur Erreichung von vier Bereichen von Verdichtung innerhalb
jeder Kammer bei einer 360-Grad-Propellerdrehung wichtig sowie von
vier entsprechenden Bereichen von Expansion oberhalb jeder Kammer,
die durch Ringe von Strömung
verbunden sind, die innerhalb der linearen Hauptströmung des
Feldes fließen
und dadurch mittels Auflösung
dieser Ringe zusätzliche
Dimensionen und Struktur zu dem Feld in Gestalt von zusätzlichem Drücken beitragen,
bereitgestellt durch vier Dimensionen pro Ring, das heißt zwei
vertikale und zwei horizontale, welche Strömungsfelder von ungleichen Potentialen
darstellen. Und es war im Hinblick auf diese Auflösung von
Strömung,
die zu den Strömungsfeldern
von multiplen elektrischen Generatoreneinrichtung gehören bezüglich Rotor Umdrehungszeitabläufe, um
elektronische Bewegungsantriebe zu erzielen, indem Quadrupletfeldpotentiale von
strukturiertem Volumen Größenpotentiale
von Krümmungskraftenergie
gebildet werden, dass das ausgeführte
Konzept hinsichtlich eines inneren Sparströmungssystems in den Entwurf
dieser Antriebs-/Luftkisseneinrichtung einbezogen wurde.
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Die Erfindung betrifft und demonstriert
die Wechselwirkung zwischen statischer und mobiler Mechanik von
Energiewechselwirkung. Das Mehrfachschaufelsystem mit Bezug auf
die integrale Rotoreinrichtung wird als Scheibenkörper bezeichnet. Der
Scheibenkörper
hat eine optimale Überlappung von
50% innerhalb des Überstreichungsbereiches der
Schaufeln. Diese 50% Überlappung
des Überstreichungsbereiches
der Schaufeln ist in Bezug zur Leistung optimal, die ihrerseits
auf die grundlegende Quadruplet-Scheibenkörpereinrichtung bezogen ist, zu
der die vier Dimensionen von mobiler Energie oder zwei Dimensionen
von statischer Energie gehören.
Folglich ist die Vorrichtung entwurfsgemäß im Blick auf eine Eigenschaft
von Bewegung in der Lage, verschiedenen Strömungen abzugeben, die an unterschiedliche
Anforderungen mit Bezug auf Ventilator-/Gebläsetechnik erforderlich sind.
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Scheibenkörper sind aus beschaufelten
Rotoren gebildet, die umfangsmäßig in der
Weise um eine gemeinsame Achse angebracht sind, dass die Schaufeln
innerhalb der Überstreichungsbereiche überlappen.
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Die bipolare Anordnung/Leitschaufelanordnung
ist eine Anforderung, wenn es notwendig ist, einen Kanal für statische
Energie um die äußeren Bereiche
des Scheibenkörpers
zu bauen oder wenn ein Einschließungsbereich von zusätzlichem
Druck unterhalb des Scheibenkörpers
benötigt
wird. Wenn kein statisches Feld erforderlich ist, das um oder außerhalb
des Scheibenkörpers
erzeugt wird und wenn kein zusätzlicher
Druck unterhalb des Scheibenkörpers
notwendig ist, zum Beispiel, wenn das System als eine Inlinepumpe
eingebaut ist, dann ist keine bipolare Anordnung oder Leitschaufelanordnung
notwendig, aber es ist nötig,
die nicht überstrichenen
Bereiche innerhalb des Scheibenkörpers
mit geformten Füllkörpern auszufüllen, um
die integrale Wirkung der Schaufeln zu ergänzen, weil entweder das Fluid durch
eine Impeller-Scheibenkörperanordnung
gezwungen wird, Rotoren zu drehen oder es wird von den Schaufeln
gezogen, um eine Strömung
hinein, hindurch und aus dem Scheibenkörper heraus zu erzeugen, wie
es der Fall ist bei einer Turbolinearpumpe, dann sind vertikale
geformte Füllkörper notwendig.
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Füllkörper sind
erforderlich, wenn das Fluid die mobile Energie darstellt und der
Scheibenkörper die
statische Kraft, wie bei einer Pumpe oder einem Turbinengenerator.
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Die bipolare Vorrichtung/Leitschaufelanordnung
ist ohne Füllkörper notwendig,
wenn der Scheibenkörper
die mobile Energie darstellt und das Fluid die statische Kraft darstellt
wie bei einer Antriebs-/Luftkisseneinheit.
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Sowohl Füllkörper als auch bipolare Vorrichtung
oder Leitschaufelanordnung sind notwendig, wenn das Fluid statische
Energie eines mobilen Potentials darstellt und der Scheibenkörper statische Bewegungsenergie
darstellt, wie zum Beispiel in einer Turbinenkompressoreinheit.
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Die Gestaltung des Scheibenkörpers mit
Bezug auf die Anzahl der Schaufeln und auf die Anordnung der Schaufeln
auf jedem Rotor hängt
von der Anwendung ab. Zum Beispiel erfordern integrierte Turbinengeneratoreinheiten
mehrere Schaufeln auf jedem Rotor in einem radialen 360-Grad Format
und daher abwechselnde Schaufelstapelung mit Bezug zu jedem Rotor,
so dass die Schaufeln rotieren können
und zwischen den einzelnen Ebenen der Schaufeldrehung passieren
können.
Es ist diese Anordnung gemeinsam mit den geformten Füllkörper, welche
die integrierte Impellerschaufelwirkung so ergänzen, dass die zur Drehung
der Rotoren notwendige Fluidströmung
mit hohem Druck linear bleibt, ohne das Statoren notwendig sind.
Integrierte Turbinengeneratoreinrichtungen arbeiten durch Umwandlung von
hohem Druck in niedrigen Druck durch Energieabsorption in Rotordrehung.
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Integrierte Turbinenkompressoren
erfordern das 90-Grad-Zeitfolgeformat,
weil die Gebläseschaufeln
in radialer Richtung entlang der Achse von jedem Rotor gestapelt
sind und zwei Spiralen von 180 Grad auf jedem Rotor bilden, und
dieses Format gemeinsam mit einer bipolaren Anordnung/Schaufelanordnung
in Gegenwart von geformten Füllkörpern, um die
integrierte Schaufelwirkung zu ergänzen, hält die Fluidströmung linear
und unter Druck ohne die Notwendigkeit eines Stators. Integrierte
Turbinenkompressoreinrichtungen arbeiten durch Erzeugen von hohem
Druck aus niedrigem Druck durch Rotordrehung/Energiezusatz.
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Integrierte Turbinenpumpen erfordern
ebenfalls das 90-Grad-Zeitfolgeformat
mit Bezug auf die Schaufelanordnung, die zwei Schaufeln pro Rotor
in einer radialen linearen 180-Grad Spreizung aufweisen, wobei jede
Schaufel einen Steigungswinkel von 45 Grad oder weniger in Gegenwart
von geformten Füllkörpern aufweist,
um die integrierte Schaufelwirkung und die Einströmung, den
Durchfluss und den Ausfluss des Fluids zu ergänzen.
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Geformte Füllkörper bei einem Scheibenkörpersystem,
welches das Fluid hinein- und hindurch zieht und es aus dem System
wie eine Pumpe abgibt, sind in zwei Dimensionen horizontal und vertikal
geformt, um den Überstreichungsbereich
der Schaufeln zu ergänzen,
den Steigungswinkel sowie die resultierende Fluidströmung. Auch
das Übertragungssystem ist
vorzugsweise durch Zahnräder
gebildet, die sich außerhalb
von wechselwirkenden Kräften
im Hinblick auf das Abgabesystem befinden.
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In der obigen Beschreibung beziehen
sich binäre
Kräfte
auf ein Zwei-Kraft-System, wogegen sich „bipolar" auf zwei Krümmungspole bezieht und „linear" auf solche, die
eine Achse gemeinsam haben. Die Kanäle stellen statische Energie
dar. Bei diesem Beispiel bezieht sich der Scheibenkörper auf
eine Mehrzahl vollständig
beschaufelter Propellerelemente, die in Umfangsrichtung um eine
gemeinsame Achse angeordnet sind.
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Wie oben in Bezug auf das erste Ausführungsbeispiel
bemerkt, gibt es zwei Propellerschaufeln pro Rotor mit einem Steigungswinkel
von 45 Grad, wobei jede Schaufel dieselbe Drehebene einnimmt. Es
gibt acht um eine gemeinsame Achse angeordnete Rotoren oberhalb
einer Anordnung von Leitblechen innerhalb eines Verteilers. Diese
Konfiguration der Propelleranordnung ist so ausgebildet, dass die
Umfangslinie aller acht Propeller eine Umfangslinie um die Mittelachse
berühren,
welche einen Raum umschließt,
dessen Fläche
gleich zu der Überstreichungsfläche eines
Propellers ist. Diese Anordnung ergänzt das erforderliche innere
Sparströmungssystem
wegen der geometrischen Beziehungen zwischen der Überlappung
der Propellerüberstreichungsbereiche
mit denen der nicht überstrichenen
Bereiche innerhalb des Verteilers. Dasselbe gilt für eine vierfach
Propellereinrichtung, wenn die Schaufelspitzen über die tote Mitte streichen
und eine Linie den äußeren Überstreichungsbereich
der Schaufeln umschreibt. Die nicht überstrichenen Flächen innerhalb
der umschriebenen Fläche
sind gleich zu der Fläche,
um die sich die Propellerüberstreichungsbereiche überlappen.
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Weil sich die Schaufeln in derselben
Drehebene überlappen,
sind die Schaufeln zueinander in einer festen zeitlichen 90 Grad
Beziehung angeordnet, um sicherzustellen, dass keine Schaufelkollisionen
auftreten. Folglich sind bei dem ersten Ausführungsbeispiel nur zwei Schaufeln
pro Rotor vorgesehen. Mehrfaches Stapeln dieser 90-Grad-Anordnung jedes
Rotors gestattet die Anbringung von mehr Schaufeln, wenn mehr Schaufeln
notwendig sind. Wenn mehr als zwei Schaufeln in derselben Drehebene
jedes Rotors notwendig sind, können
die Schaufeln, wenn sie sich um jeden Rotor drehen, zwischen den
Rotationsebenen der anderen hindurch treten und keine Schaufelkollisionen
auftreten.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
sind die Rotoranbringungen, welche die Propellerelemente in dem
Rahmen der Vorrichtung drehbar haltern, innerhalb einem kreisförmigen Leitblech
oder eines Kragens befestigt, welcher rechtwinklig zu der Drehebene
der Propeller ist und eine gemeinsame Achse umgibt. Die inneren Überstreichungsbereiche
der Schaufeln sind durch eine kreisförmige Grenze umschrieben, welche
rechtwinklig zu der Ebene der Propeller ist und sich unterhalb der
Ebene der Propeller erstreckt, um ein Leitblech mit einer Tiefe
zu bilden, welche mit dem Steigungswinkel der Propeller korreliert
und sich über
die Ebene der Propeller erstreckt, um die Innenwand des Einlassverteilers
zu bilden. Die äußeren Überstreichungsbereiche
der Schaufeln sind ebenfalls durch eine kreisförmige Grenze umschrieben, welche
rechtwinklig zu der Ebene der Propeller ist und welche sich unter
der Ebene der Propeller erstreckt, um ein Leitblech zu bilden, welches
die Hälfte
der Tiefe des inneren Leitbleches hat und welches sich über die
Ebene der Propeller erstreckt, um die Außenwand des Einlassverteilers
zu bilden. Der zentrale kreisförmige
Kragen/das Leitblech ist in einer Mittelstellung zwischen dem äußeren Leitblech und
dem inneren Leitblech und erstreckt sich unter der Propellerebene
bis zu einer Tiefe, welche sowohl das innere Leitblech als auch
das äußere Leitblech ergänzt. Dieser
innere zentrale Kragen/dieses Leitblech ist an jeder Propellerschwenkvorrichtung
durch eine Reihe von rechtwinkligen Leitblechen lagefixiert, deren
Tiefe an die Tiefen des inneren Leitbleches, des äußeren Leitbleches
und des zentralen Leitbleches angepasst sind. Dasselbe gilt für eine Vierfach-Propelleranordnung
mit der Ausnahme, dass die rechtwinkligen Leitbleche, welche an
jeder Propellerbefestigung angeordnet sind, sich in der toten Mitte
vereinen.
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Die Anordnung der Propeller in Bezug
auf die Leitbleche ist so, dass durch die Wirkung der Propeller
Luft hinunter in die Leitbleche gedrückt wird und wegen der Konfiguration
der Leitbleche zu jedem Propeller ist die Verschiebung der Luft
in Bezug auf jeden Propeller in vier Teile aufgeteilt. Wegen der Überlappung
der Propeller wird die verschobene Luft in die Leitbleche aus wechselnden
Richtungen gedrückt,
welche einem inneren und äußeren Propellerhub
in Bezug auf die Wirkung des Propellers wiedergeben, wenn sie das
innere zentrale Leitblech überqueren.
Diese in situ Propellerwirkung mit den Leitblechen veranlasst die
verschobene Luft innerhalb der einzelnen Kammern der Leitbleche
mit einem Maß von
gekrümmter
tangentialer Strömung
zu oszillieren. Folglich oszilliert die oszillierende Luft in den inneren
Kammern zwischen dem inneren Leitblech und dem zentralen Leitblech
und krümmt
sich in dieselbe Richtung wie die Luft, welche in den äußeren Kammern
zwischen dem äußeren Leitblech
und dem zentralen Leitblech oszilliert und sich krümmt. Diese Oszillation
und gekrümmte
tangentiale Strömung
der Luft innerhalb der Kammern der Leitblechanordnung verursacht,
dass die Luft einer Einfangperiode unterliegt, welche einen zusätzlichen
Druck unterhalb der Ebene der rotierenden Propeller erzeugt. Die
Form der Propellerüberstreichungsbereiche
mit der des inneren und des äußeren kreisförmigen Leitbleches
ist so, dass strategische Bereiche ohne Propellerwirkung vorhanden
sind, welche es der Luft gestatten, zwischen den Ebenen der Propellerrotation
in einer entgegen gesetzten Richtung zu fließen als die, welche durch die
Propeller hervorgerufen wird. Diese Aktivität von Strömungen gestattet es, den inneren Kammern
wiedergewonnene Luft sowohl von den inneren als auch äußeren Kammern
zu erhalten und dadurch wird die innere induzierte Strömung durch ein
Mittel unterstützt,
welches den Schub der Propeller erhöht, indem die Abtrennung der
Luft von der anhebenden Oberfläche
der Propeller verzögert
wird. Die oszillierende Luft innerhalb der inneren und äußeren Kammern
zusammen mit dem Sparströmungssystem
versorgt den Einlass und den Auslass mit einer Fluidströmung, die
sowohl Qualität
als Identität
besitzt. Das Sparsystem verleiht dem einströmenden und ausströmenden Fluid
eine Isolierung, welche einer Fluididentität entspricht und die Wechselwirkung
der oszillierenden Kraftpotentiale verleiht der Fluidströmung eine
lineare Strömungsqualität. Der Grund,
warum dieses lineare Strömungsmuster auftritt
ist wegen der Abnahme der oszillierenden tangentialen Kräfte zu beiden
Seiten des zentralen Leitbleches weil, wenn diese Kraftpotentiale
das zentrale Leitblech passieren und austreten, die tangentialen Kräfte in der
Weise zusammenstoßen,
dass die resultierende Kraft senkrecht zu der Ebene der Propeller
ist und dadurch in Strömung
und Kraft linear ist.
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Der Mantel erstreckt sich in dem äußeren Leitblech
in horizontaler Richtung, dessen Länge gleich ist zu der Länge von
zwei Propellern und definiert auf diese Weise den statischen Feldbereich
des bipolaren Strömungssystems.
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Bei dem ersten Ausführungsbeispiel
weist der zentrale kreisförmige
Kragen/das zentrale Leitblech ein Maß von vertikaler Tiefe auf,
dessen Tiefe den koaxialen vertikalen Leitblechen und den Propellersteigungswinkeln
entspricht. Das innere zirkulare diametrale Feldleitblech hat eine
vertikale Tiefe, welche den Propellern als ein Viertel der linearen
Verschiebung entspricht, welche durch eine Umdrehung eines der Propeller
erreicht wird. Das äußere kreisförmige Leitblech
für das
Umfangsfeld hat eine vertikale Tiefe, welche den Propellern im Verhältnis zu
einem Achtel der linearen Verschiebung entspricht, welche durch
eine Umdrehung von einem dieser Propeller erzielt wird. Die radialen
Leitbleche sind vertikal in einer radialen Achse an jeder Propellerdrehanordnung
angeordnet, wobei alle in derselben axialen Ebene verbunden sind
und in der Tiefe komplementär
zu dem vertikalen kreisförmigen
Leitblech für
das diametrale Feld, dem vertikalen kreisförmigen Kragen/Leitblech und
den vertikalen kreisförmigen
Leitblechen für
das Umfangsfeld sind und dadurch bilden diese Leitbleche eine Netzanordnung
unterhalb der Propellerebene. Ein äußerer Nutzmantel erstreckt sich
horizontal in einem Abstand nach außen, der mehr oder weniger
den kombinierten lateralen Dimensionen des inneren diametralen Feldes
und dem äußeren Umfangsfeld
oder der ungefähren
Länge von
zwei Propellerschaufeln entspricht.
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Bei der integrierten Turbinengeneratoreinrichtung
aus den 11A und 11B umfasst bei diesem Beispiel
die Vorrichtung zur Aufrechterhaltung einer linearen Strömung von
einströmendem
Fluid, während
der Generator mit Drehbewegungskraft versorgt wird, eine Anordnung
von acht Propellerelementen, welche eine Anzahl von Schaufeln tragen, welche
in einer abwechselnden übereinander
gestapelten 360 Grad Anordnung entlang der linearen radialen Achse
jedes Propellerelementes angeordnet sind. Die Überlappung der Schaufelübersteichung liegt
bei 50% der jeweiligen Ebene der Schaufelumdrehung, welches es den
Schaufeln gestattet, umzulaufen ohne dass Schaufelkollisionen auftreten.
Die Propellerelemente sind typischerweise konusförmig geformt, um die Strömung zu
erleichtern. Die acht Propellerelemente sind gleichmäßig voneinander
beabstandet und jeweils in Drehhalterungen an jedem Ende um die
Hauptachse angeordnet. Um die inneren Schaufelüberstreichungsbereiche befindet
sich ein genau passend geformter Kanal, der sich weitet, um mit
der linearen radialen Achse der Impeller in Kontakt zu bleiben,
wobei er einen Freiraum im Inneren der Einrichtung schafft, innerhalb
dessen ein Propellerelement in longitudinaler Richtung angeordnet ist,
parallel zu den umgebenden einzelnen Propellerelementen mit dem
Zweck, rotierende Bewegungskräfte
von den umgebenden einzelnen Propellerelementen aufzunehmen. Um
die Außenbereiche
der Schaufelüberstreichung
befindet sich ein genau passend geformter Kanal, der sich weitet,
um mit den linearen radialen Achsen der Impeller in Kontakt zu bleiben,
und dieser Kanal wirkt mit dem inneren Kanal zusammen, um ein Ventrikel
zu bilden, welcher an einem Ende unter Einschluss von Fluideinlässen abgedichtet
ist und welches an dem anderen Ende offen ist, um das Fluid ausströmen zu lassen
und dadurch wird der Durchfluss der angetriebenen Fluidströmung durch
den Ventrikel durch die integrale Drehwirkung der Impeller linear
gehalten.
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Wie oben mit Bezug auf die 15A und 15B beschrieben ist, ist eine bipolare
Polarisationseinheit in Gestalt eines Ausrüstungsgegenstandes für Forschung
und Entwicklung zur Herstellung von Plasma bei Niedrigtemperatur
Gasfusion vorgesehen. Bei diesem Beispiel umfasst die Einrichtung eine
Anordnung von sechs Propellerelementen, welche zwei Propellerschaufeln
pro Rotor tragen. Die Propellerschaufeln teilen eine gemeinsame
axiale Drehebene und überlappen
innerhalb der Überstreichungsbereiche
um die halbe Schaufellänge
miteinander, wobei jede Schaufel einen Steigungswinkel von nicht
mehr als 45 Grad aufweist und jedes Propellerelement in einem festen
90-Grad synchronisierten Zeitablauf fixiert ist. Die sechs Propellerelemente sind
jeweils in Drehlagern mit einem hohlen kreisförmigen Kragen/ Leitschaufel
um die Hauptachse in einer vertikalen aufrechten Stellung gehalten.
Eine Anordnung von hohlen vertikalen Leitschaufeln, die koaxial
und radial angeordnet sind, ist an Ort und Stelle mit dem hohlem
kreisförmigen
Kragen/Leitblech unterhalb der horizontalen Propellerebene fixiert.
Der horizontale kreisförmige
Kragen ist durch einzelne hohle radiale Leitbleche ortsfest fixiert,
welche an jedem Rotorschwenklager angeordnet sind und welche in
radialer Richtung das hohle äußere kreisförmige Umfangsleitblech
mit dem hohlen zentralen kreisförmigen
Kragen/Leitblech verbinden sowie den hohlen zentralen kreisförmigen Kragen/das
Leitblech mit dem hohlen inneren kreisförmigen diametralen Leitblech.
Das hohle äußere umlaufende
Leitblech umschreibt die äußeren Propellerüberstreichungsbereiche.
Das hohle innere kreisförmige
diametrale Leitblech umschreibt die inneren Propellerüberstreichungsbereiche
und dadurch wird eine hohle bipolare Leitblechanordnung gebildet,
wobei ein inneres diametrales Strömungsfeld innerhalb von einzelnen Kammern
enthalten ist und ein äußeres Umfangsströmungsfeld
ebenso in einzelnen Kammern enthalten, wird ausgebildet und wodurch
eine solche hohle Leitblechanordnung in der Lage ist, ein verflüssigtes Gas
durch das System zu fördern
und dadurch die Leitschaufeln kühl
zu halten. Die bipolare Polarisationseinheit ist innerhalb einer
Biosphäre/abgedichteten
sphärischen
Kessels angeordnet, in welchem in intermittierenden Intervallen
während
des Betriebs der Einrichtung Gas oder Gase in die Biosphäre eingespritzt
werden und Plasma extrahiert wird. Die Leitbleche sind hohl, um
eine Fluidströmung
zu erleichtern. Die Vorrichtung ist innerhalb des abgedichteten Kessels
isoliert. Eine Strömung
in die Umgebung der Einheit wird in intermittierenden Pulsen während des Betriebs
der Vorrichtung zugelassen.
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In dieser Offenbarung sind nur die
bevorzugten Ausführungsbeispiele
der Erfindung gezeigt und geschrieben, aber es ist selbstverständlich,
dass die Erfindung auch von Fachleuten für zahlreiche andere Anwendungen
angewendet werden kann in einer Reihe von Kombinationen und in Umgebungen,
die von den zuvor erwähnten
abweichen und demgemäß sollte
man sich bei der Feststellung des Schutzumfanges der Erfindung,
auf die exklusive Rechte geltend gemacht werden, eher auf die beigefügten Patentansprüche beziehen,
als auf die vorhergehende Diskussion von bevorzugten Ausführungsbeispielen.
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Zusammenfassung
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Es wird eine Vorrichtung zur Antriebslinearisierung
vorgeschlagen, um eine Fluidströmung
zu linearisieren. Die Vorrichtung umfasst einen Rahmen, der ein
zylindrisches äußeres Leitblech
aufweist, auf welchem eine Anzahl von Propellerelementen gelagert
ist. Jedes Propellerelement definiert einen jeweilige Überstreichungsbereich,
wenn das Propellerelement gedreht wird, der mit Überstreichungsbereichen von
angrenzenden Propellerelementen überlappt. Das äußere Leitblech
umschreibt einen Außenrand, der
kollektiven Überstreichungsbereiche
der jeweiligen Propellerelemente. Die Propellerelemente drehen sich
in dieselbe Richtung, wodurch Kräfte
von gekrümmten
Strömungen
von angrenzenden Propellerelementen einander im Wesentlichen aufheben, um
die Fluidströmung
durch die Vorrichtung zu linearisieren. Zusätzliche Leitbleche und Füllkörper innerhalb
der Bereiche, die nicht von Schaufeln überstrichen werden, können für besondere
Anwendungen der Vorrichtung vorgesehen sein. Bei unterschiedlichen
Anwendungen werden lineare Kräfte
von Vektorströmung
gebildet, indem Krümmungskräfte von tangentialer
Strömung
integriert werden, und Sparströmungssysteme
werden gebildet, um Kraftpotentiale von den Ebenen der rotierenden
Propeller zu erhöhen,
um die ausgehende und eingehende Strömung mit einer Isolierung zu
umgeben, wodurch die Strömung
in der unmittelbaren Nachbarschaft der mobilen Strömung in
einem ungestörten
statischen Zustand bleibt. Dies gestattet es, die Fluidantriebsvorrichtung
mit einem äußeren Nutzmantel
in der statischen Zone des Feldes zu versehen.