Heimkraftwerk
Schauberger hat verschiedene Konstruktionen zur Energiegewinnung entwickelt und einige Modelle gebaut. Dieses bekannte Bild zeigt ihn mit einer dieser Maschinen, die bei PKS zu besichtigen ist. Es ist nicht sicher überliefert, ob eines dieser Modelle tatsächlich und kontinuierlich in Funktion war (die geschichtliche Entwicklung ist in der Literatur ausführlich dargestellt).

Im Innern dieser Maschine sind aufwendig gearbeitete ´Wendelrohre´ mit ei-förmigem Querschnitt und kompliziertem Verlauf angeordnet. Das Wasser wird darin mehrfach in sich verdrallt und letztlich durch spezielle Düsen ausgeleitet. Durch deren Rückstoß (neben anderen Effekten) soll sich diese Maschine selbsttätig in Drehung halten und zudem einen Elektro-Generator antreiben.

Es gab viele Versuche, die Wirkprinzipien dieser Heimkraftwerke zu ergründen. Es wurde auch wiederholt versucht, solche Modelle nachzubauen. Vermutlich scheiterten diese Experimente an der außerordentlich aufwendigen Technik.

Implosionskraftmaschine
In Nr.132 der Implosion wurde diese Zeichnung einer Implosionskraftmaschine nach Leopold Scheriau von 1961 abgebildet. Sie soll eine vereinfachte Konstruktion dieses Heimkraftwerkes darstellen. Die prinzipielle Arbeitsweise kann kurz so geschildert werden:

Aus dem unteren Wasserbehälter wird Wasser durch ein mittiges Steigrohr nach oben in einen glockenförmigen Verteiler geführt. Von dort fließt das Wasser durch Rohre speziellen Querschnitts und spezieller Wendelung nach unten. Der Verteilerkopf wie diese Wendelrohre sind Bestandteil des Rotors, welcher sich um die Mittelachse dreht. Dadurch wird das Wasser mehrfach in sich verdrallt.

Unten weisen die Rohre nach außen, wo durch spezielle Düsen alle Drallbewegungen aufgestellt werden, wobei diese Düsen im Drehsinn nach hinten gerichtet sind. Durch rein tangentialen Rückstoß des ausfließenden Wassers wird der Rotor in Drehung versetzt bzw. gehalten. Das Wasser fällt dann zurück in das untere Reservoir bzw. wird dorthin durch spezielle Leitschaufeln gelenkt.

Andere hier dargestellte Bauteile dienen der Füllung/Entleerung des Gerätes, dem Antrieb/Abtrieb sowie zur Steuerung der Drehzahl. Diese Teile sollen hier nicht näher beschrieben werden. Wichtig ist allerdings die Feststellung, daß der Raum über dem unteren Wasserbehälter mit Luft gefüllt und hermetisch abgeschlossen ist. Auch in anderen Zeichnungen und Konstrukten hat Schauberger manche Bereiche als Druckraum bezeichnet. In seinen Ausführungen wird der darin herrschende Druck aber eher als zweitrangig beschrieben.

Sog und Druck
Diese spezielle, abwärts gerichtete Rohre nennt Schauberger ´Sogwendel´. Das Wasser ´fällt´ darin mit zunehmender Geschwindigkeit nach unten, wobei abnehmende Querschnittsflächen erforderlich sind. Zudem wird darin das Wasser in immer schnellere Drallbewegung versetzt. Beide Bewegungen (plus die Drehung des Rotors insgesamt) verursachen nach oben hin einen Sog, durch welchen rückwirkend das Wasser im Steigrohr nach oben gefördert wird.

Es ist klar, daß die Geschwindigkeit der Strömung wie die Fliehkraft der Wassermasse durch Rückstoß mittels Düsen in Drehbewegung des Rotors überführt werden kann. Andrerseits entspricht natürlich der Energie-Gewinn durch Herab-Fallen exakt dem Energie-Aufwand für das Hinauf-Fördern des Wassers. Ebenso ist die erreichte Fliehkraft nicht ´kostenlos´, sondern muß durch entsprechende Beschleunigung des Wassers im Drehsinn ´erkauft´ werden.

Rein mechanisch betrachtet verbleiben als möglicher Netto-Energie-Gewinn bei diesem System also nur die innerhalb der Wendelrohre erwarteten Effekte der Selbstbeschleunigung. Aber die Pöpel-Versuche an der TU Stuttgart in 1952 ergaben lediglich Reibungsfreiheit dieser speziellen Rohre, während ein Nettozuwachs an kinetischer Energie dort nicht nachgewiesen werden konnte.

Druck als Pumpe
Anders verhielte es sich, wenn im hermetisch geschlossenen Raum über dem unteren Wasserreservoir ein Druck über dem normalen Luftdruck herrschen würde. Dann könnte das Wasser mittels dieses Überdrucks im Steigrohr nach oben gefördert werden und somit die gesamte Energie aus der Abwärtsbewegung dem System als Drehmoment zur Verfügung stehen.

Nachfolgend beschriebene Druckluft-Wasserturbine ist zunächst nur auf diesen Pump-Effekt ausgelegt. Es wird also bewußt auf die aufwendigen Wendelrohre verzichtet und auch auf große Fallhöhe. Dadurch soll die Funktion dieses Überdruck-Bereiches theoretisch isoliert heraus gearbeitet werden - und per Modell der behauptete Effekt leicht zu überprüfen sein.

Es wird zweckmäßig sein, zuerst nur Form und Funktion der wenigen Bauteile zu beschreiben. Dann soll der Arbeits- bzw. Bewegungsablauf dargestellt werden. Danach erst wird begründet, warum welche Effekte erwartet werden. Nach dieser Darstellung des Grundprinzips werden noch einige ergänzende Details zur Optimierung genannt.

Prinzipielle Bauteile
In EVDLWT 01 zeigt oben ein Querschnitt und unten ein Längsschnitt den prinzipiellen Aufbau dieser Maschine in schematischer Weise. Es muß ein Gehäuse (GE) vorhanden sein, beispielsweise in Form eines runden Zylinders, welches oben und unten zunächst durch plane Scheiben hermetisch abgeschlossen sein kann.

Oben am Gehäuse ist ein Rohr mit Hahn bzw. Ventil für den Ein-/Auslaß von Luft bzw. zur Druck-Regulierung (DR) erforderlich. Unten ist entsprechend ein Rohr mit Absperrhahn für das Füllen/Leeren des Gerätes mit Wasser bzw. zur Wasserstands-Regulierung (WR) erforderlich. Oben im Gehäuse ist ein Lager für den Rotor (RO) erforderlich, welches hermetisch abschließt, z.B. mittels Magnetdichtung (eisenhaltige Flüssigkeit wird im Bereich des Lagers durch Dauermagnete gehalten). Wegen dieser Dichtungsprobleme wird vorteilhaft sein, oben am Gehäuse durch diese Welle den An- und Abtreib des Systems zu organisieren.

Der Rotor (RO) dreht sich um die Systemachse (SA). Er besteht im Prinzip aus zwei runden Scheiben, zwischen welchen tragflächenförmige Turbinen-Schaufeln (TS) befestigt sind. Zwischen jeweils zwei solcher Schaufeln werden Kanäle gebildet, deren Querschnittsfläche von innen nach außen abnehmend ist. Außen ist der Abstand zwischen den Turbinenschaufeln klein, sodaß dort der Kanal als sehr schmaler Schlitz endet, womit praktisch eine Düse (DÜ) gebildet wird.

Als drittes wesentliches Element ist das Steigrohr (SR) erforderlich. Die untere Rotorscheibe weist dazu mittig ein relativ großes Loch auf, an dessen Rand das Steigrohr befestigt ist. Das Steigrohr reicht ausreichend tief in den Wasserbehälter.

Prinzipieller Arbeits- und Bewegungsablauf
Bei Inbetriebnahme der Maschine muß das Gehäuse komplett mit Wasser (WA) gefüllt werden. Durch die Zu-/Abflüsse (WR und DR) muß Wasser also unten zugeführt werden und oben muß Luft entweichen können. Der Rotor ist dabei in Drehung zu versetzen, damit auch die Luft aus den Kanälen vollständig durch Wasser ersetzt wird.

Wenn der gesamte Innenraum mit Wasser gefüllt und der Rotor in Drehung ist, wird das Wasser in den Kanälen beschleunigt und aufgrund Fliehkraft zu den Düsen hinaus gedrückt. Entsprechend wird Wasser durch das Steigrohr hoch gesaugt, sodaß das Wasser sich in einem Kreislauf befindet.

Nach dieser Vorbereitungsphase wird nun in der Startphase Wasser unten abgelassen und zugleich oben Luft nachgedrückt. Man kann auch durch die einfließende Druckluft (DL) das Wasser in einen Vorratsbehälter außerhalb dieses Gehäuses drücken. Der Wasserspiegel sollte sich dann etwas unterhalb der Unterkante des Rotors befinden. Der Druck der Luft im oberen Bereich muß mindestens so bemessen sein, daß er Wasser bis zur Oberkante der Kanäle im Rotor hoch drücken kann. Wenn die Maschine nur wenige cm hoch ist, muß also nur wenig Überdruck gegeben sein. Wichtig ist allerdings, daß auch in dieser zweiten Phase der Rotor weiterhin in Drehung gehalten wird.

Wird nun der Luftdruck über dieses Minimum hinaus erhöht, dann wird der Rotor sich schneller drehen. Es kann nun Last an die Systemwelle angelegt werden. Je nach geforderter Last kann die Drehzahl durch Erhöhung des Luftdrucks angepaßt werden.

Umgekehrt kann durch Reduzierung des Luftdrucks die Maschine herunter gefahren werden. Wenn die Maschine ganz gestoppt werden soll, sollte sie wieder ganz mit Wasser aufgefüllt werden (vorzugsweise aus obigem Vorratsbehälter). Aufgrund der Reibung des Rotors im Wasser wird die Maschine zum Stillstand kommen. Aus diesem Zustand heraus kann die Maschine wieder angefahren werden wie oben beschrieben.

Druck im Wasser
Bei statischer Betrachtung kann diese Maschine nicht funktionieren. Voraussetzung ist vielmehr, daß der Rotor dreht und in den Kanälen des Rotors eine Strömung von innen nach außen gegeben ist, welche durch die Düsen mit relativ hoher Geschwindigkeit austritt. Dann sind folgende Kräfte wirksam:

Auf der gesamten Oberfläche des Wasserbehälters lastet der Überdruck des oberen Druckluftraumes. Da Wasser nicht komprimierbar ist, breitet sich dieser Druck unmittelbar nach allen Seiten und Richtungen aus. Dieser Druck ist also auch innen in den Kanälen gegeben.

Da Wasser durch die Düsen außen am Rotor abfließt, ergibt dieser Wasserdruck von innen eine Strömung nach außen. Diese Strömung wirkt an den Profilen der Turbinenschaufeln mit dem von Tragflächen bekannten Effekt des Auftriebs, hier entsprechend eines Antriebs im Drehsinn des Rotors. Das Wasser in den Kanälen wird durch die Drehung des Rotors im Drehsinn beschleunigt. Auch die daraus resultierende Fliehkraft unterstützt die auswärts gerichtete Strömung. Durch die Verjüngung der Kanäle bis hin zur Düse wird die Strömungsgeschwindigkeit immer höher. Entsprechend hoch wird in den Düsen die kinetische Energie dieser Bewegung sein, also hoher Strömungsdruck gegeben sein.

Gegendruck der Luft
Bei rein statischer Betrachtung liegt natürlich an den Düsen von außen in die Kanäle hinein der gleiche Luftdruck an wie über das Wasser der Steigleitung von innen gegeben ist. Im Gegensatz zum Wasser ist die Luft aber komprimierbar, wesentlich leichter und damit beweglicher. Druck breitet sich damit nicht nur in gleichförmiger Art aus, insbesonders wird ein Wasserstrahl in einen Luftraum hinein zu Luftströmungen und -wirbeln mit höchst unterschiedlichen Druckzonen führen.

Die schnelle Strömung eines Wasserstrahls stellt einen Sog dar, zu dem Luft hin gezogen wird. Bei einer freistehenden Düse am Ende eines Rohres z.B. bildet sich im Bereich der Düse ein lang gestreckter Ringwirbel der umgebenden Luft aus.

Hier wird eine flache Düse vorgeschlagen, anliegend an einer Wand. Das Wasser wird einerseits entlang dieser Wand strömen, während außen parallel zum Strahl eine nahezu gleich schnelle Luftströmung gebildet wird. Der Strahl aus vielen Düsen wird allein aufgrund der relativ schweren Wassermasse eine konstante parallele Strömung der leichteren Luft aufbauen und aufrecht erhalten.

Diese schnelle Luftschicht hält den generellen statischen Luftdruck vom Düsenauslaß fern. Der seitliche Druck dieser Luftströmung selbst wird minimal sein. Darum kann sich der allgemeine statische Überdruck im Druckluftbereich keinesfalls durch die Düse in die Kanäle hinein fortpflanzen.

Es ist daher wohl zweifelsfrei, daß innerhalb der Kanäle dieses Druckgefälle von innen nach außen besteht. Die in der Anlaufphase initierte Strömung innerhalb der Kanäle wird sich also weiterhin erhalten, bei erhöhtem Luftdruck sogar verstärken.

Permanent-Pumpe
Der einmal eingebrachte Luftdruck ist damit eine permanent wirkende Pumpe, durchaus in Analogie z.B. zu einem Dauermagnet. Der statische Luftdruck wirkt beständig (ohne verbraucht zu werden) über die relativ ruhige Wasseroberfläche und das Steigrohr bis zum Einlaß der Rotor-Kanäle. Dagegen stellt die schnelle Wasserströmung aus der Düse hohen, kinetischen Strömungsdruck dar und ebenso die parallel dazu ausgebildete Luftströmung.

Die Ursache des statischen wie der dynamischen Drücke ist die gleiche: der Überdruck im Druckluftbereich. Dieser ist gekennzeichnet durch relativ schnelle Molekularbewegungen (die hohe Temperatur bei hohem Druck) bzw. die große Häufigkeit von Kollisionen (durch die relativ hohe Dichte der komprimierten Luft).

Der Unterschied ist jedoch, daß der statische Druck sich aufgrund chaotischer Molekularbewegungen in alle Richtungen äußert. Der kinetische Strömungsdruck dagegen ergibt sich aufgrund relativ gleichgerichteter Vektoren. Die Moleküle bewegen sich dabei relativ parallel zueinander, es gibt weniger Kollisionen in ´schädliche´ Richtung, eine gerichtete Strömung besitzt damit wesentlich höhere ´Dichte´. Dazu kommt, daß der Wasserstrahl wesentlich höheres Massegewicht gegenüber der Luft aufweist. Insgesamt ist darum die kinetische Energie der Wasser- wie Luftströmung an der Düse wesentlich höher als die des statischen Luftdrucks.

Der Druckausgleich erfolgt, wenn der Wasserstrahl an Gehäuseteilen oder Umgebungsluft abgebremst wird bzw. die Luftströmung aufgrund von Reibung sich aufgelöst hat. Das geschieht aber erst später, d.h. auch räumlich weit hinter der Düse. Jede Düse am äußeren Ende eines Kanals stellt praktisch ein ´dynamisches Rückschlag-Ventil´ dar, so daß der statische Luftdruck von außen nicht in die Kanäle hinein wirksam werden kann.

Diese Dauer-Luftdruck-Pumpe produziert also fortgesetzt eine Strömung in eine Richtung. Es ist jederman bekannt, daß eine Atmosphäre mehr an Druck einer Wassersäule von 10 m entspricht und damit entsprechender Strömungsdruck gegeben sein kann. Die kinetische Energie dieser Strömung wird durch die Sog- und Druckseiten der Kanäle in Rotationsbewegung des Rotors umgesetzt.

Vortrieb durch Sog und Druck
Die Nutzung von Fliehkraft erfordert zuvor entsprechende Beschleunigung der Wassermasse. Fliehkraft ist darum nur in der Anlaufphase das entscheidende Moment, um überhaupt eine Strömung in den Kanälen aufzubauen. Im laufenden Betrieb dagegen ist die Fliehkraft zweitrangig, weil dann ein Optimum erreicht ist, wenn das Wasser nahezu in radiale Richtung strömt.

Durch Düsen wird Rückstoß erzeugt, wobei der Vortrieb nicht durch das Ausströmen von Fluid erzeugt wird, sondern durch Druckdifferenz. Das (rückwärtige) ´Loch´ der Düse stellt null Gegendruck dar, während die gegenüber befindliche (vorliche) Wand hohen Gegendruck darstellt. Bei der vorliegenden Konstruktion lastet der innere Wasserdruck auf beiden Seitenwänden eines Kanals.

Bis zur (fast tangential weisenden) Düse ist die Hinterwand relativ kurz und entsprechend stark gekrümmt. Für die Strömung stellt das eine relativ stark zurückweichende Wand dar, womit sich ein Sogbereich ergibt, d.h. relativ wenig Druck auf dieser Hinterwand lastet. Für die Strömung endet diese Wand mit der Düse, sodaß dort also kein Druck mehr nach rückwärts auf den Rotor wirken kann.

Im Gegensatz dazu ist die Vorderwand des Kanals bis zur Düse sehr viel länger und entsprechend weniger stark gekrümmt. Die anliegende Strömung wird entlang dieser Wand nach hinten umgelenkt bzw. bei radialer Strömung wird diese Wand (wie eine schiefe Ebene) nach vorn gedrückt. Dieser lang anhaltende Druck ist wesentlichen höher als der Druck an Rückwand plus Düse. Die Druckdifferenz steht als Vortrieb bzw. Drehmoment an der Welle zur Verfügung.

Mit dieser Konzeption ist also nicht nur eine einfache Düse zur Beschleunigung irgendeiner Strömung gegeben. Hier wirkt vielmehr diese Düse zusammen mit dem ´Tragflächenprofil´ der Schaufeln bzw. der Kanalwandungen. Meines Erachtens kann Vortrieb immer nur dadurch erreicht werden, daß die kinetische Energie einer Strömung per Druck auf eine Fläche (hier des Rotors) übertragen wird (und gleichzeitig die gegenüberliegende Fläche möglichst geringem Druck ausgesetzt ist). Darum wird hier vorgeschlagen, die Kanäle im Prinzip rechteckig zu bilden, mit möglichst großen Seitenflächen und darum auch einen Kanal mit dieser langen und dünnen Düse enden zu lassen.

Optimierung
Schon mit einem einfachen Modell müßten diese Überlegungen und Behauptungen experimentell geprüft werden können. Es wird z.B. wichtig sein zu ermitteln, bei welchem Druck die Düsen welche Öffnung haben müssen für eine optimale Ausbeute.

In EVDLWT 02 ist obiges Schema wiederholt dargestellt mit einigen Vorschlägen zur Optimierung. So müßte z.B. durchaus mit diversen Formen von Düsen experimentieren werden. Hier ist z.B. fraglich, ob nicht auch die hintere Kante der Düse (DÜ) eine Abrißkante aufweisen sollte, sodaß sich beidseits obiger Luft-Ringwirbel ausbilden kann.

Bei dem im Prinzip rechteckigen Querschnitt der Kanäle sollten in einem zweiten Schritt natürlich die Kanten gerundet sein. Die beiden Rotorscheiben sind hier einfach parallel gezeichnet, könnten nach außen auch konisch verlaufen bzw. eine Krümmung aufweisen.

Der innere Einlaß der Kanäle sollte strömungsgünstig angelegt sein. Hier ist z.B. die obere Rotorscheibe in der Mitte hyperbelförmig zu einer Spindel ausgebildet, womit der Rotor (RO) auch unten nochmals im Gehäuse gelagert sein könnte. Parallel dazu sollte auch das Steigrohr (SR) verlaufen. Von diesem unteren Einlaß aus sollten die dem Wasser zur Verfügung stehenden Querschnittsflächen kontinuierlich abnehmen nach oben und außen, um eine möglichst gleichförmige Beschleunigung der Strömung zu gewährleisten.

Entlang eines gerundeten Behälterbodens bilden sich natürlich weniger schädliche Wirbel. Vorteilhaft wäre z.B., wenn im gesamten Wasserbehälter eine Ringwirbelströmung gegeben wäre. Nur jeweils die äußeren Wasserschichten würden dann in das Steigrohr gelangen, während die restlichen Massen praktisch ein flüssiges ´Schwungrad´ bilden.

Am Boden könnten dazu Leitbleche installiert werden (wie bei Schauberger vielfach beschrieben). Vorteilhaft wäre auch durchaus, wenn damit das Wasser in das Steigrohr schon mit Drall im Drehsinn des Rotors einströmt. Andrerseits sollte das Wasser aus den Düsen auf Leitschaufeln (LS, fest im Gehäuse installiert) fallen und dort nach außen-vorn gelenkt werden, also im Drehsinn obigen Ringwirbels auf die Wasseroberfläche auftreffen.

Anstelle dieses Ringwirbels könnte auch ein Potentialdrallwirbel angestrebt werden. Der untere Wasserbehälter müßte dazu tiefer angelegt sein mit hyperbolischer Trichterform. Durch die Drehung einer mittigen Spindel und den Sog würde sich darin eine selbstbeschleunigende Drehbewegung ausbilden, welche mittig aufsteigend in die Kanäle einmünden wird.

Weitere Entwicklungsstufen
Andrerseits wäre nach diesen grundlegenden Versuchen und Erkenntnissen dann möglich, die Maschine mit größerer Höhe auszuführen. Als Vorteil wäre dabei zu erwarten, daß die Fallhöhe zur Ausbildung mehrfach gewendelter Strömungen genutzt werden könnte. Als einfachste Lösung könnten wieder rechteckige Querschnitte (d.h. Ringsegment-förmige) verwendet werden, um ein mittiges Steigrohr angeordnet.

Als eine weitere Stufe ist z.B. vorstellbar, diese Schauberger-Form einer Sogschraube mit einem mittigen Steigrohr zu versehen. Um diese Schraube wäre ein entsprechend geformter runder Körper als Bestandteil des Rotors anzubringen. Die Schaufeln dieser Schraube hier stellen praktisch halbe Rohre dar, wären also eine Vorstufe zum Einsatz der originalen Wendelrohre.

Aber diese weitere Entwicklung hin zum Schaubergerschen Heimkraftwerk inklusiver seiner damit verbundenen qualitativen Effekte wird nur möglich sein durch gezieltes, schrittweises Vorgehen.

Aufruf
Um dieses Ziel zu erreichen bitte ich alle Leser, meine hier vorgetragenen Überlegungen und Behauptungen kritisch zu bedenken. Theoretiker könnten mir leicht die prinzipiellen Denkfehler aufzeigen. Vielleicht finden sich auch Fachleute, die rechnerisch den Umfang erwarteter Kraftwirkungen ermitteln können. Vermutlich werden viele noch weitere Gesichtspunkte zur Optimierung oder zu möglichen Bauvarianten beitragen können. Und hoffentlich finden sich Leute, die das einfach in Realität umsetzen.

In jedem Fall wäre ich über Rückmeldungen - positiver wie negativer Art - sehr dankbar (meine Post- wie eMail-Adresse ist im Hauptmenu ganz unten zu finden). Besten Dank.

Nachtrag

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