DE2950572A1 - Rotor - Google Patents

Rotor

Info

Publication number
DE2950572A1
DE2950572A1 DE19792950572 DE2950572A DE2950572A1 DE 2950572 A1 DE2950572 A1 DE 2950572A1 DE 19792950572 DE19792950572 DE 19792950572 DE 2950572 A DE2950572 A DE 2950572A DE 2950572 A1 DE2950572 A1 DE 2950572A1
Authority
DE
Germany
Prior art keywords
axis
rotor
rotation
helical
band
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Withdrawn
Application number
DE19792950572
Other languages
English (en)
Inventor
Karl-Rainer 4060 Viersen Anton
Heinz 6052 Mühlheim Wenz
Current Assignee (The listed assignees may be inaccurate. Google has not performed a legal analysis and makes no representation or warranty as to the accuracy of the list.)
Individual
Original Assignee
Individual
Priority date (The priority date 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 date listed.)
Filing date
Publication date
Application filed by Individual filed Critical Individual
Priority to DE19792950572 priority Critical patent/DE2950572A1/de
Publication of DE2950572A1 publication Critical patent/DE2950572A1/de
Withdrawn legal-status Critical Current

Links

Classifications

    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D5/00Blades; Blade-carrying members; Heating, heat-insulating, cooling or antivibration means on the blades or the members
    • F01D5/12Blades
    • F01D5/14Form or construction
    • F01D5/141Shape, i.e. outer, aerodynamic form
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F01MACHINES OR ENGINES IN GENERAL; ENGINE PLANTS IN GENERAL; STEAM ENGINES
    • F01DNON-POSITIVE DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, e.g. STEAM TURBINES
    • F01D1/00Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines
    • F01D1/34Non-positive-displacement machines or engines, e.g. steam turbines characterised by non-bladed rotor, e.g. with drilled holes
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F03MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS; WIND, SPRING, OR WEIGHT MOTORS; PRODUCING MECHANICAL POWER OR A REACTIVE PROPULSIVE THRUST, NOT OTHERWISE PROVIDED FOR
    • F03DWIND MOTORS
    • F03D1/00Wind motors with rotation axis substantially parallel to the air flow entering the rotor 
    • F03D1/06Rotors
    • F03D1/0608Rotors characterised by their aerodynamic shape
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/18Rotors
    • F04D29/181Axial flow rotors
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04DNON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D29/00Details, component parts, or accessories
    • F04D29/26Rotors specially for elastic fluids
    • F04D29/32Rotors specially for elastic fluids for axial flow pumps
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2240/00Components
    • F05B2240/20Rotors
    • F05B2240/24Rotors for turbines
    • F05B2240/243Rotors for turbines of the Archimedes screw type
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05BINDEXING SCHEME RELATING TO WIND, SPRING, WEIGHT, INERTIA OR LIKE MOTORS, TO MACHINES OR ENGINES FOR LIQUIDS COVERED BY SUBCLASSES F03B, F03D AND F03G
    • F05B2250/00Geometry
    • F05B2250/20Geometry three-dimensional
    • F05B2250/25Geometry three-dimensional helical
    • FMECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F05INDEXING SCHEMES RELATING TO ENGINES OR PUMPS IN VARIOUS SUBCLASSES OF CLASSES F01-F04
    • F05DINDEXING SCHEME FOR ASPECTS RELATING TO NON-POSITIVE-DISPLACEMENT MACHINES OR ENGINES, GAS-TURBINES OR JET-PROPULSION PLANTS
    • F05D2240/00Components
    • F05D2240/20Rotors
    • F05D2240/24Rotors for turbines
    • F05D2240/243Rotors for turbines of the Archimedes screw type
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02EREDUCTION OF GREENHOUSE GAS [GHG] EMISSIONS, RELATED TO ENERGY GENERATION, TRANSMISSION OR DISTRIBUTION
    • Y02E10/00Energy generation through renewable energy sources
    • Y02E10/70Wind energy
    • Y02E10/72Wind turbines with rotation axis in wind direction
    • YGENERAL 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
    • Y02TECHNOLOGIES OR APPLICATIONS FOR MITIGATION OR ADAPTATION AGAINST CLIMATE CHANGE
    • Y02TCLIMATE CHANGE MITIGATION TECHNOLOGIES RELATED TO TRANSPORTATION
    • Y02T50/00Aeronautics or air transport
    • Y02T50/60Efficient propulsion technologies, e.g. for aircraft

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für das Antreiben von Kraft- oder Arbeitsmaschinen oder für das Antreiben von Fahrzeugen oder dergl. sowie das Fördern von Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen.
Für diese Zwecke werden bisher eine Vielzahl von verschiedenen Propellern oder Antriebsschrauben mit radial um eine Nabe angeordneten, verwundenen Flügeln oder Blättern zur Schuber- „ zeugung in Achsrichtung oder Laufräder mit Schaufeln zur Umwandlung von Strömungsenergie in Rotationsenergie und umgekehrt oder beispielsweise Rührschnecken mit einem entlang einer geraden Achse verschraubten Band eingesetzt. Derartige Schub-, Antriebs- oder Förderorgane besitzen ungerade Parität bezüglich der Spiegelung der Rotationsachse. Insbesondere bei der Anordnung einzelner radialer Flügel, Blätter oder Schaufeln ist die Festigkeit beschränkt. Der Wirkungsgrad wird durch die Unstetigkeit am Rand durch unerwünschte Randwirbel beeinträchtigt.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Rotor der gattungsgemäßen Art einfacher Bauart zu schaffen, dessen Eigenschaften hinsichtlich der zuvor genannten Kriterien verbessert sind.
Ein erfindungsgemäßer Rotor, der diese Aufgabe löst, ist gekennzeichnet durch eine in sich verschraubte Zylindermantelfläche mit um die Rotationsachse laufender Verschraubungsachse.
130025/0419
MERTENS & KEIL·
I2sm -A-
PATENTAN WALTE
Die Verschraubungsachse kann im einfachsten Falle kreisförmig, aber auch Schraubenlinien- oder spiralförmig um die Rotationsachse verlaufen.
Vorzugsweise liegt die kreisförmig geschlossene, die Rotations-
achse umlaufende Verschraubungsachse in einer zur Rotationsachse senkrechten Ebene.
Der neuartige Rotor läßt sich beispielsweise dadurch herstellen, daß die Zylindermantelfläche aus einem vorzugsweise, aber nicht notwendigerweise rechteckigen Materialband dadurch gebildet ist, daß nach Verschraubung des Materialbandes in sich die Bandenden aufeinander zurückgeführt sind.
Der Rotor besteht demnach im einfachsten Falle aus einem geschlossenen Materialband, welches man sich um einen fiktiven Torus gewunden denken kann, dessen Achse mit der Rotationsachse zusammenfällt. Den erfindungsgemäßen Rotor kann man in dieser einfachen Form dann auch als Torusschraube bezeichnen. Mathematisch läßt sich eine solche Torusschraube durch zwei zueinander senkrechte Rotationen ROt1 = IjT m und Rot_ = + TT η beschreiben, die eine η-fach verwundene Zylindermantelfläche (Schraubenfläche) mit vorgegebenem Radius erzeugen, welche entsprechend dem Vorzeichen von Rot? eine eindeutige Links- bzw. Rechtsschraube bildet. Im Fall m = 2 und η = 2 hat die verschraubte ZylindermantelfLache des erfindungsgemäßen Rotors die spezielle Form eines Möbius- sehen Bandes. Bevorzugt ist eine Ausgestaltung mit η = 2 und m = ungradzah-Hg > 2.
Die erfindungsgemäße mechanische Torusschraube zeichnet sich durch gute Füllung aus. Sie erzeugt wenig Randwirbel. Die freifahrende Torusschraube hat Wirkungen, die den herkömmlichen Mantelschrauben ähnlich sind, da die in sich
130Ö25/0419
MERTENS & KEIL PATENTANWÄLTE
verschraubte Zylindermantelfläche sowohl axial in Schubrichtung als auch radial zur Rotationsachse hinweisende Flächenabschnitte aufweist. Die Art der Verwindung der Zylindermantelfläche kann, wie dies bei Flügeln, Blättern oder Schaufeln herkömmlicher Art bekannt ist, an die besonderen Verhältnisse des Antriebs, des Antriebsmediums bzw. des zu fördernden Mediums angepaßt werden.
Der erfindungsgemäße Rotor ist damit vielseitig beispielsweise als Läufer oder Laufrad in Strömungskraft- oder -Arbeitsmaschinen, z.B. Wind- oder Wasserkraftmaschinen, als Schub-oder Mischorgan für gasförmige, flüssige oder rieselfähige Materialien, z.B. als Lüfter-, Gebläse- oder Verdichterrad, aber auch als Vortriebsorgan, z.B. als Luft- oder Wasserschraube für den Antrieb von Flugzeugen oder Schiffen geeignet.
Neben der aufgrund seines geschlossenen Aufbaues als Torusschraube hohen Festigkeit des erfindungsgemäßen Rotors hat dieser die Eigenschaft, daß sich mit seiner Drehrichtung die Schubrichtung ändert. Ohne aufwendige Verstellung des Einstellwinkels von Blättern oder Flügeln läßt sich daher durch Drehumkehr eine Schubumkehr erzielen.
Wenn auf die erfindungsgemäße Torusschraube die Wicklung eines elektrischen Leiters aufgebracht ist, kann sie als Anker in einem Elektromotor oder Generator Verwendung finden. Die Kombination der Zylindermantelfläche mit der elektrischen Wicklung bildet in sich einen Turbinengenerator oder einen elektrisch antreibbaren Verdichter.
Eine Antriebs- oder Förderanordnung für Kraft- oder Arbeitsmaschinen oder Fahrzeuge kann einen, vorzugsweise aber auch mehrere im axialen Abstand bezüglich der Rotationsachse
130025/0419
MERTENS & KEIL PATENTANWÄLTE
hintereinander angeordnete Rotoren der erfindungsgemäßen Art aufweisen. Die Hintereinanderschaltung mehrerer Rotoren hat deswegen besonders günstige Wirkung, weil aufgrund der besonderen Ausgestaltung der Schubflächen der jeweils vorgeschaltete Rotor in den Schlund des jeweils nachgeordneten Rotors fördert.
Der Rotor kann auch in einem feststehenden Zylindermantel angeordnet sein, wie dies an sich bei Mantelschrauben herkömmlicher Art bekannt ist.
Die Lagerung des erfindungsgemäßen Rotors kann entweder auf der mittigen mechanischen Rotationsachse mittels Stegen zwischen Rotationsachse und der in sich verschraubten Zylindermantelfläche, oder am Außenumfang der in sich verschraubten Zylindermantelfäche erfolgen, letzteres insbesondere dann, wenn der Rotor in einem zusätzlichen feststehenden Zylindermantel angeordnet ist.
Eine besondere Ausführungsform des erfindungsgemäßen Rotors wird nachfolgend anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. Die Figuren 1 bis 3 veranschaulichen die Herstellung und die endgültige Form eines erfindungsgemäßen Rotors aus einem rechteckigen Materialstreifen für die Rotationen Rot. = 2 Ί/ und Rot? = + 3 ~fi .
Ausgangspunkt ist ein rechteckiger Materialstreifen gemäß Fig. 1, der jedoch vor seiner Zusammenfügung (Rot.) zu einer geschlossenen Zylindermantelfläche Z mit dem Radius
r. und der Rotationsachse R des Rotors η-fach, im dargestelten Fall 3-fach in sich zu einer Schraubenfläche verwunden wird (Rotp). Dabei ergibt sich nach der Aneinanderfügung der Enden des Materialstreifens ein Rotor mit einer in sich verschraubten Zylindermantelfläche, wie sie in Fig.
3 dargestellt ist.
130025/0419

Claims (7)

  1. MERTENS & KEIL
    PATENTANWÄLTE
    Frank f urt/iVain 13.12.19 79
    W 12 g P 2 K/D£
    Heinz Wenz
    Körnerstr. 26
    6052 Mühlheim am Main
    "Rotor"
    Ansprüche:
    [Iy Rotor für das Antreiben von Kraft- oder Arbeitsmaschinen oder für das Antreiben von Fahrzeugen oder dergl. sowie das Fördern von Gasen, Flüssigkeiten oder Feststoffen, gekennzeichnet durch eine in sich verschraubte Zylindermantelfläche (Z) mit um die Rotationsachse (R) laufender Verschraubungsachse (V).
  2. 2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Verschraubungsachse (V) die Rotationsachse (R) kreisförmig geschlossen, spiral- oder schraubenlinienförmig umlauft.
  3. 3. Rotor nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die kreisförmig geschlossen die Rotationsachse (R) umlaufende Verschraubungsachse (V) in einer zur Rotationsachse (R) senkrechten Ebene liegt.
    130025/0419
    ORIGINAL INSPECTED
    2 MERTENS & KEIL
    PATENTANWÄLTE
  4. 4. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Zy 1 i nder;;iante ] fl Sehe (Z) aus einem z.B. rechteckigen Materialband dadurch gebildet ist, daß nach der'Verschraubung des Katerialt-nces die Bandenden aufeinander zurückgeführt sind.
  5. 5. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Zy1inermantelf1äche (Z) die Wicklung eines elektrischen Leiters trägt.
  6. 6. Antriebs- oder Förderanordnung für Kraft- oder Arbeitsmaschinen, Fahrzeuge oder dgl., gekennzeichnet durch einen Rotor oder mehrere im axialen Abstand bezüglich der Rotationsachse (R) hintereinander angeordnete Rotoren nach einem der Ansprüche 1 bis 4.
  7. 7. Antriebs- oder Förderanordnung nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß der mindestens eine Rotor in einem feststehenden Zylindermantel angeordnet ist.
    130025/0419
DE19792950572 1979-12-15 1979-12-15 Rotor Withdrawn DE2950572A1 (de)

Priority Applications (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792950572 DE2950572A1 (de) 1979-12-15 1979-12-15 Rotor

Applications Claiming Priority (1)

Application Number Priority Date Filing Date Title
DE19792950572 DE2950572A1 (de) 1979-12-15 1979-12-15 Rotor

Publications (1)

Publication Number Publication Date
DE2950572A1 true DE2950572A1 (de) 1981-06-19

Family

ID=6088602

Family Applications (1)

Application Number Title Priority Date Filing Date
DE19792950572 Withdrawn DE2950572A1 (de) 1979-12-15 1979-12-15 Rotor

Country Status (1)

Country Link
DE (1) DE2950572A1 (de)

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0295353A1 (de) * 1987-06-13 1988-12-21 Khammas, Achmed Adolf Wolfgang Rotorblatt
WO1996007824A1 (en) * 1994-09-02 1996-03-14 Ppv Verwaltungs Ag Flow engine
US20190170113A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 Michael Alden HIGINBOTHAM Turbine blade assembly

Cited By (3)

* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
EP0295353A1 (de) * 1987-06-13 1988-12-21 Khammas, Achmed Adolf Wolfgang Rotorblatt
WO1996007824A1 (en) * 1994-09-02 1996-03-14 Ppv Verwaltungs Ag Flow engine
US20190170113A1 (en) * 2017-12-01 2019-06-06 Michael Alden HIGINBOTHAM Turbine blade assembly

Similar Documents

Publication Publication Date Title
DE69914134T2 (de) Laufrad
EP0364020B1 (de) Windgetriebener Rotor
EP0317618B1 (de) Windkraftmaschine
DE4444757A1 (de) Gebläse bzw. Windgenerator
EP0112932A1 (de) Radialventilator mit rückwärts gekrümmten, profilierten Schaufeln
DE1526873A1 (de) Turbostrahltriebwerk
DE1476907B2 (de) Gasturbinentriebwerk mit zwei gleichachsig ineinander angeordneten, drehenden Läufern
DE102007056953A1 (de) Strömungsarbeitsmaschine mit Ringkanalwandausnehmung
DE3716326C2 (de)
DE1428098A1 (de) Verdichterbeschaufelung fuer Axialverdichter
DE3715331A1 (de) Homogenisator fuer die herstellung fliessfaehiger produkte
DE2515444A1 (de) Laufschaufelkranz grosser umfangsgeschwindigkeit fuer thermische, axial durchstroemte turbinen
DE2950572A1 (de) Rotor
DE2439683C2 (de)
DE4326147C2 (de) Axiallüfter, insbesondere für ein Kühlgebläse eines Kraftfahrzeugmotors
EP0020402A1 (de) Windkraftmaschine
DE3919157C2 (de)
DE2620862C2 (de) Windkraftwerk in Turmbauweise mit senkrechten Rotoren
DE3330899A1 (de) Anordnung zur vergroesserung der geschwindigkeit eines gas- oder fluessigkeitsstromes
DE3004910A1 (de) Windrotor mit senkrechter achse
DE3922782A1 (de) Molekularpumpe in kombinierter bauart
EP0180176A1 (de) Ventilator
DE60211661T2 (de) Luftlaufrad und gehäuse für ein solches laufrad
DE638173C (de) Laufrad fuer Kreiselpumpen, insbesondere fuer dickfluessige Massen, wie Zellstoff, Holzstoff o. dgl.
DE3505162C2 (de)

Legal Events

Date Code Title Description
8139 Disposal/non-payment of the annual fee