Bei einem Workshop des Göde-Instituts für Gravitationsforschung lernte ich Rainer Schmieg kennen und führte mit ihm einige interessante Gespräche. Dieser Mann hat profunde Kenntnisse in diversen Sachgebieten, vielerlei Entwicklungen theoretisch wie praktisch betrieben und mehrere Patente erhalten. Unter anderem entwickelte er eine Turbine - welche auch mit einigen meiner Entwürfe ´resonant´ ist.
Zielsetzung dieses Kapitels ist, die verschiedenen Gesichtspunkten zusammen zu führen und eine autonom arbeitende Turbine zu konzipieren, die z.B. als Antrieb eines Elektrogenerators dienen kann.
Strömungsgeführte Resonanzturbine
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In RS SRT 01 ist die Konstruktion als Schnittmodell dargestellt. Ein unter Druck stehendes Fluid (Luft oder Wasser) tritt durch die beiden Rohre ein und läuft in Kanälen der blauen Bauteile um. Von dort strömt das Fluid durch Düsen (rot), z.B. durch beidseits je drei Düsen, welche schräg nach innen und nach vorn (im Drehsinn des Systems) gerichtet sind.
Mittig ist ein Rotor (hellblau) installiert, welcher im Prinzip die Form zweier Kegelstümpfe aufweist. In den seitlichen Flächen des Rotors sind ´taschenförmige´ Aushöhlungen angebracht (praktisch die Turbinen-´Schaufeln´). Auf die in radialer Richtung weisende Fläche der Aussparung trifft der Strahl aus den Düsen, wird dort umgelenkt bzw. überträgt damit Drehmoment auf den Rotor.
Da dieser Rotor symmetrisch von beiden Seiten und auch aus symmetrischer Richtung zugleich angestrahlt wird, rotiert er praktisch ´freischwebend´ im Raum. Erstaunlicherweise muß dieser Rotor nicht exakt ausgewuchtet sein, noch durch eine Welle gelagert werden.
In RS SRT 02 ist das Schnittmodell einer realen Turbine abgebildet. Der Rotor und seine ´Taschen´ sind darin nochmals deutlicher zu sehen. Im Bereich seitlich vom Rotor könnte z.B. ein Elektrogenerator eingebaut werden.
Das entscheidend Kriterium ist nun, dass der Auslaß der Düsen phasenweise geöffnet bzw. geschlossen wird. Wenn an der Düse gerade eine Tasche vorbei dreht, fließt Fluid dort hinein (und erzeugt Drehmoment am Rotor). Wenn vor der Düse aber die plane Fläche (zwischen den Taschen) vorbei dreht, wird die Strömung in der Düse abgestoppt. Es ergibt sich also in der Düse ein phasenweiser Rückschlag.
In RS SRT 03 ist der Querschnitt durch die Düse schematisch dargestellt, rechts ist der Einlaß für den Zufluß von Fluid, links die Öffnung für den Abfluß. Durch abgestufte Blautöne ist einerseits der Geschwindigkeitsverlauf wie andererseits der Druckverlauf beim Rückschlag markiert.
Die Druckwelle des Rückschlags breitet sich nach hinten in diesen kegelförmigen Raum aus, bis sie an den hinteren Flächen reflektiert wird. Wenn Drehzahl des Rotors und Laufwege der Welle übereinstimmen, ergibt sich in diesem Resonanzraum eine stehende (bzw. vorwärts ´zitternde´) Welle. Bei geöffneter Düse steht damit nicht nur der am Einlaß der Turbine gegebene Druck an, sondern trifft zusätzlich die kinetische Energie der Druckwelle auf die ´Schaufeln´.
Die Wirkung resonanter Schwingungen ist allgemein bekannt und wird ganz selbstverständlich in der Technik angewandt (z.B. beim Massedurchsatz von Verbrennungsmotoren, bei der Erzeugung von Schall und vielen Anwendungen mehr). Darum ist absolut klar, warum und dass diese Turbine trotz reduziertem Masse-Durchsatz schneller dreht ´als erlaubt´ (bezogen auf den original anstehenden Druck am Einlaß).
Frustrierende Erkenntnis
Rainer Schmieg erhielt das Patent auf diese Erfindung bereits 1995. Zugleich konnte er auch laufende Modelle vorführen. Er ist als fähiger Mann in einigen Zweigen der Industrie bekannt. Dennoch interessierten sich weder Unternehmen noch Behörden noch Institute für seine ´Strömungsgeführte Resonanzturbine´, obwohl er z.B. in seiner Website diverse, konkrete Anwendungen dieser Technik aufzeigt.
Rainer Schmieg ist mit der Leitung eines Unternehmens für Ultraschallbearbeitung ausgelastet, betrieb diese Turbinen-Erfindung nur nebenbei und hat auch heute keine ausreichenden Kapazitäten, um die Turbine selbst zu produzieren oder zu vermarkten (sondern bietet sein Patent zur Verwertung z.B. in seiner Website an).
Es ist schon frustrierend erkennen zu müssen, wie Erfindungen ignoriert werden, obwohl sie auf allgemein bekannten Effekten (hier resonanter Schwingung) basieren, nicht nur theoretisch begründet sind, sondern durch ganz konkrete Modelle ihre Wirkungsweise belegt ist. Offensichtlich wird in vielen Branchen das Bessere tatsächlich als ´Feind´ des Guten betrachtet - und dieser ´Gefahr´ am effektivsten durch Nicht-Beachtung begegnet.
Begeisternde Erkenntnis
Mich hat die Begegnung mit Rainer Schmieg ´begeistert´, weil ich wieder einmal Bestätigung meiner Überlegungen fand. Da ich nur theoretische Aussagen machen kann, bin ich immer froh, wenn meine Behauptungen durch andere Erfinder verifiziert werden oder sogar bereits realisiert wurden.
Rainer Schmieg hatte z.B. diese Resonanzturbine bereits patentiert und fertig gestellt, als ich gerade erst mit meinen Überlegungen zur Fluid-Technologie begann. Als versierter Maschinenbauer hat er auch eine wesentlich bessere Lösung entwickelt. Das erkenne ich neidlos an, weil es mir nur darum geht, die Sache Freier Energie vorwärts zu treiben. Darum beschreibe ich Schmieg´s Erfindung hier nochmals - und erlaube mir einige ergänzenden Vorschläge, eben damit diese sinnvolle Technologie vielleicht doch noch realisiert wird.
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Im Kapitel Rückschlag-Turbine hatte ich versucht, den Rückschlag z.B. im Hydrostatischen Widder (schematisch dargestellt in EV DLWT 12) auf ein rotierendes System zu übertragen. Ich untersuchte die Funktion der ´Lamellen´ an Schauberger´s Heimkraftwerk (wiederum angeregt durch Hinweis eines Kollegen).
Ich erklärte damit, warum Schauberger seine Maschinen oft als ´Re-pulsine´ bezeichnete (dieses ´Geheimnis´ selbst aber nirgendwo beschrieb). Ich war einigermaßen ´frustriert´, dass in Kreisen der Implosions-Forscher bzw. der Schauberger-Gemeinde weder diese Auslegung Beachtung fand, noch meine Vorschläge aufgenommen wurden.
So wie Schauberger seine Maschinen mit höchst komplizierten Formen konzipierte, so wies auch meine ´Rückschlag-Turbine´ schwierige Bauteile auf - in Gegensatz zur obigen einfachen Resonanz - Düsenkammer von Rainer Schmieg.
Diesen beschleunigenden Effekt von phasenweise geschlossenen Düsen stellte ich auch dar als essentielles Merkmal der wellenförmigen Konstrukte von Schauberger, z.B. im Kapitel Puls-Turbine mit diesem Bild EV DLWT 32.
Dort wird das in Drehung befindliche Fluid durch den Rückschlag in Vorwärts-Richtung beschleunigt. Das im drehenden Rotor schneller drehende Fluid ergibt den Beschleunigungseffekt.
Aber wiederum waren meine daraus abgeleiteten Konstrukte so kompliziert wie z.B. Schauberger´s ´fliegende Untertassen´.
Bei vorigen Konstrukten (wie bei Schauberger-Repulsinen) drehen die Düsen als Bestandteil des Rotors im Raum. Im Gegensatz dazu stehen die Düsen bei Schmieg´s Resonanzturbine ortfest im Raum und lediglich der Rotor mit seinen ´Schaufeln´ dreht sich.
Ich hatte zwischenzeitlich auch viele Überlegungen zu rotierenden Systemen mechanischer Bauteile angestellt und dort die Effekte aus nur phasenweiser Umlenkung in die Kreisbahn heraus gearbeitet. In Analogie zu diesen rein mechanischen Systemen entwarf ich dann im Kapitel Schauberger und Eckring-Turbinen eine Maschine relativ einfacher Bauform.
Der Bewegungsablauf darin ist in dieser Animation dargestellt (als Sicht von oben). Eine mittige Wassersäule (blau) befindet sich in Drehung (ausgelöst durch tangentialen Zufluß oben am Zylinder). Das Wasser tritt unten nur phasenweise aus (durch eine feststehende Lochblende, schwarz) und erzeugt durch Umlenkung in den Schaufeln des Rotors (rot) ein Drehmoment. Wenn andererseits die Düsen phasenweise geschlossen sind, kann der Fluß des Wassers nur nach vorn ausweichen, d.h. die obige Drehung der Wassersäule wird beschleunigt.
Überdruck-Pumpe
Bei vielen Konstrukten hat Schauberger ´Druck- oder Überdruckbereiche´ eingezeichnet und auch beschrieben. Allerdings blieb die Funktion dieser Druckbereiche fast immer unklar (vermutlich weil er immer den Sog als vorrangig dargestellt hat, andererseits schrieb er wiederholt, dass in Maschinen viel höherer Druck als z.B. bei Verbrennungsmotoren zu erreichen sei - mit einfachen Mitteln bei sinnvollem Bewegungsablauf). Nach langen Überlegungen kam ich zur Überzeugung, daß Schauberger per Druckluft das Wasser in seinen Systemen wieder hoch ´pumpen´ wollte.
In EV DLWT 01 ist schematisch die grundsätzliche Konstruktion dargestellt und im Kapitel Druckluft-Wasserturbine detailiert beschrieben. Wiederum war ich etwas ´gefrustet´, dass praktisch kein einziger Kollege diesen Vorschlag aufgriff. Darum weise ich hier nochmals auf diesen wesentlichen Effekt hin.
Alle obigen Maschinen haben einen gravierenden Nachteil: die engen Düsenöffnungen (im Bereich von Millimetern). Damit sind diese Turbinen nicht geeignet für die Nutzung von Wasser aus natürlichen Gewässern (weil damit Düsen oder eventuelle Filter zu rasch verstopft wären). Diese Turbinen sind praktisch nur geeignet für autonomen Kreislauf von Fluid (wie in Schauberger´s ´Heimkraftwerk´). In diesen Turbinen muß Wasser frei ablaufen (nach unten fallen) können und muß anschließend wieder hoch gepumpt werden.
In der hier skizzierten Druckluft-Wasserturbine strömt das Wasser beispielsweise durch nach hinten gekrümmte Kanäle bzw. Turbinenschaufeln (TS) und treibt den Rotor durch Rückstoß an. Das Wasser strömt aus den Düsen (DÜ) und fällt hinunter in einen Wasserbehälter (WA). Zurück nach oben wird es durch ein Steigrohr (SR) gedrückt aufgrund des Überdrucks im Bereich der Druckluft (DL) oberhalb der Wasserfläche. Nach Starten des Systems (in obigem Kapitel exakt beschrieben) findet dieser Kreislauf fortgesetzt statt und ist permanent ein Drehmoment gegeben.
Es ist klar: innerhalb des oberen Luftbereichs herrscht überall gleiche Druckverteilung. Dieser Druck pflanzt sich auch in Wasser gleichförmig fort, so dass praktisch überall gleicher statischer Druck herrscht. Meine Behauptung jedoch ist, dass dennoch das Wasser durch die Düsen heraus gedrückt wird, der obige Kreislauf statt findet und die Maschine nutzbare Energie liefert.
Mehr als nur Behauptungen
Meine Überlegungen und Behauptungen hinsichtlich phasenweise geschlossener Düsen wurden durch Rainer Schmieg schon lang zuvor durch konkrete Maschinen realisiert (und ich habe das oben dargestellt, unmittelbar nachdem ich davon Kenntnis erhielt). Vor einigen Wochen wurden durch Jürgen Schatz mit seinem Windhamster meine Aussagen zur Wirkung von Sog eindrucksvoll bestätigt (und ich habe darüber berichtet).
In den letzten Monaten haben weitere Fachleute einige andere meiner Aussagen zur Fluid-Technologie theoretisch wie praktisch verifiziert (aber ich werde darüber erst berichten, wenn die jeweiligen Kollegen ihre Projekte bzw. Patentanmeldungen abgeschlossen haben).
Es wäre also nicht ganz abwegig, wenn Leser nicht nur bereits bestätigte Aussagen zur Kenntnis nähmen, sondern z.B. diese nun wiederholt von mir aufgestellte Behauptung wie meine Argumente dazu exakt prüfen würden.
Abschirmung der Düse
In EV DLWT 41 bei A ist schematisch eine Düse (DÜ) dargestellt (z.B. das Mundstück eines Gartenschlauchs), aus der Wasser austritt (von rechts nach links). Entlang der Düse und des Wasserstrahls bildet sich eine Luftbewegung (C und D) in Form eines langgestreckten Wirbelrings.
In EV DLWT 41 bei B ist der Kern dieses Wirbels als massives Teil (E und F) ausgeführt (ein Ring elliptischen Querschnitts). Damit wird der Luftwirbel stabilisiert und dreht auch noch weiter, wenn der Wasserstrahl abrupt gestoppt wird. Diese Luftströmung schirmt die Düsenöffnung gegen den gegebenen Luftdruck ab.
Wenn der Wasserstrahl (z.B. mit 2 bar Druck) in einen hermetisch abgeschlossenen Behälter geleitet wird, so tritt Wasser aus der Düse auch noch aus, wenn im Behälter ebenfalls Überdruck (z.B. ebenfalls 2 bar) gegeben ist. Der Wasserstrahl wird auch noch in den Behälter austreten, wenn die dortige Luft z.B. zehn bar Überdruck aufweist.
Einerseits ist Wasser vielfach schwerer als Luft, bewegtes Wasser weist also vielfach höhere kinetische Energie auf als bewegte Luft. Zum anderen wird hier die Düse durch obigen Luftwirbel geschützt, d.h. der statische Luft- (Über-)druck kann nicht durch die Düse zurück wirken.
Abschirmung durch Stator
In EV DLWT 42 ist obige Abschirmung übertragen auf ein rotierendes System. Die Düse (DÜ) ist in einem Rotor (RO) angeordnet (von dem hier nur ein Ausschnitt dargestellt ist). Bei dieser Turbine würde Wasser mittig in den Rotor geleitet und nach außen fließen durch nach rückwärts weisende Kanäle. Das Drehmoment würde also erzeugt durch Rückstoß bzw. Rückschlag in den vorlichen Wandungen der Kanäle.
Obige Funktion des massiven Rings wird hier erfüllt durch im Gehäuse befestigte Teile (C und D), welche im Prinzip wie eine halbe Ellipse geformt sind. In einfacher Form besteht dieser Stator aus einer inneren und einer äußeren Lochblenden mit versetzt angeordneten Öffnungen.
Bei A tritt der Wasserstrahl zwischen diesen Bauteilen aus, wobei das Wasser sich entlang der Wand (des Teils C) bewegen wird. Der Wasserstrahl reißt Luft mit sich, so dass zwischen beiden Teilen wiederum eine Luftbewegung (E) gegeben sein wird. Das Wasser strömt (im Drehsinn des Rotors) nach hinten, so dass zwischen den beiden Blenden des Stators wie auch außerhalb eine umlaufende Luftströmung (grüne Pfeile) gegeben ist.
Bei B ist dieser Ausschnitt des Rotors nach 15 Grad Drehung (im Uhrzeigersinn) dargestellt. Durch die Innenseite des Teils C ist nun die Düse geschlossen, so dass in der Düse bzw. in einer Resonanzkammer (hier nicht dargestellt) es zu obigem Rückschlag kommt (und damit zur Drehung des Rotors).
Aber auch bei geschlossener Düse wird natürlich die zuvor beschleunigte Luftbewegung (F) weiterhin zwischen den beiden Teilen des Stators bestehen bleiben. Somit wird bei erneuter Öffnung der Düse der statische Druck außerhalb nicht in die Düse zurück wirken können.
Abschirmung durch Rotor
In EV DLWT 43 ist eine alternative Bauweise von Turbinen schematisch dargestellt. Die Düse (DÜ) ist ortsfest im Gehäuse (GE) installiert. Das Wasser aus der Düse trifft auf eine ´Turbinenschaufel´ (TS) des Rotors (RO), welcher um die Systemachse (SA) drehbar ist. Das Gehäuse wie der Rotor sind hier nur ausschnittsweise dargestellt.
Bei A ist die Düse geöffnet zum Rotor hin, so dass der Wasserstrahl auf die vorderen Wand der Turbinenschaufel trifft und dort umgelenkt wird (womit Drehmoment am Rotor erzeugt wird). Die Öffnung im Rotor ist so gestaltet, dass darin ein kreisender Luftwirbel (E) entsteht.
Bei B ist der Rotor nach 15 Grad Drehung (gegen den Uhrzeigersinn) eingezeichnet. Die Düse befindet sich nun gegenüber der Wand des Rotors und ist damit geschlossen. In der Düse ergibt sich der gewünschte Rückschlag bzw. im Resonanzraum (hier nicht dargestellt) die Druckwelle.
In dieser runden (bzw. ´triller-pfeifen-förmigen´) Öffnung des Rotors wird weiterhin der Luftwirbel (F) kreisen, z.B. auch an seiner Außenseite angetrieben durch die dort langsamere Bewegung der Luft. Wenn im Wirbelzentrum ein massiven Kern (G) installiert würde, bleibt der Wirbel ortsfest (analog obigem Gartenschlauch in EV DLWT 41 mit dem elliptischen Ring E und F). Direkt gegenüber der Düse weist die Strömung nach außen, d.h. die Düse ist gegen statischen Druck von außen abgeschirmt. Bei nachfolgend erneuter Öffung der Düse kann der Wasserstrahl ungehindert wieder auf die Turbinenschaufel fließen.
Bauvarianten
Es steht also außer Frage, dass eine Düse gegen Überdruck abgeschirmt werden kann. Der Effekt ist so gewiß, wie Auftrieb am Surfsegel oder an Tragflächen existiert. Dazu muss nur eine Strömung entlang einer Fläche (hier der Düsenöffnung) erzeugt werden, welche den statischen Druck von dieser Fläche abhält.
Hier nun ist Zielsetzung, eine autonom laufende Turbine zu konzipieren, welche aufgrund Rückschlag bzw. Resonanz bzw. ´stehender´ Druckwelle ein nutzbares Drehmoment erzeugt. Durch drehende Strömung soll der statische Druck am Düsenmund reduziert werden. Es sind unterschiedliche Versionen möglich (wie z.B. die diversen Beispielen oben schon aufzeigen).
Schauberger hat den beschleunigenden Effekt meist durch Bauelemente im Rotor zu realisieren versucht. Analog dazu habe ich z.B. obige (aufwändige) Rückschlag- und Puls-Turbinen konzipiert.
Erst in obiger Eckring-Turbine erfolgt der beschleunigende Effekt in einem mittigen Bauteil des Gehäuses, während die Umsetzung der Energie an einem einfachen, äußeren Rotor erfolgt. Rainer Schmieg wiederum stellte mit seiner Resonanz-Turbine dar, wie einfach die Beschleunigung außen zu organisieren und über einen mittigen Rotor umzusetzen ist.
Darüber hinaus können Turbinen mit flüssigem oder gasförmigem Fluid als Medium betrieben werden. Eine autonome Turbine wird wohl kaum allein mit Wasser zu betreiben sein (zumindest nicht mit der Technologie dieses Kapitels, wohl aber z.B. als Gezeitenkraftwerk). Per Druckluft könnten diese Turbinen lauffähig sein. Optimal jedoch wird als Medium Wasser (wegen seiner Schwere, d.h. großer kinetischer Kräfte) plus Luft (wegen seiner Beweglichkeit und für obige Pump-Funktion) verwendet.
Darum werden nachfolgend nur Versionen einer Luft/Wasser-Turbine diskutiert und drei unterschiedliche Rotoren dargestellt. Zuvor jedoch ist die prinzipielle Bauart des Resonanzraums anzusprechen.
Resonanzraum
In EV DLWT 44 ist zunächst nochmals der Rotor und das Gehäuse analog zu vorigem Bild dargestellt (beide nur in Ausschnitten), links im Querschnitt und rechts im Längsschnitt. Die Düse (DÜ) ist in einem mittigen Gehäuseteil (GE) angelegt, während der Rotor (RO) mit seinen Turbinenschaufeln (TS) außerhalb dieses Gehäuseteils um die Systemachse (SA) dreht.
Hier sind nun zusätzlich der Zufluß (ZU) und der Resonanzraum (RR) eingezeichnet. Zur engen Düse führen kegelförmig die Wände des Resonanzraums. An seiner bogenförmigen Rückwand wird die Druckwelle des Rückschlags (aufgrund geschlossener Düse) reflektiert. In der Rückwand ist auch eine Öffnung für den Zufluß anzubringen, der aber maximal nur ein Drittel der ´Spiegelfläche´ einnehmen wird.
Im Rahmen meiner Fluid-Technologie habe ich ausgeführt, dass kinetische Energie bewegten Fluids optimal in mechanisches Drehmoment überführt wird, wenn lediglich ein dünner Film von Fluid an der Turbinenschaufel umgelenkt wird (weil nur die Moleküle direkt an der Oberfläche Druck ausüben, dahinter befindliche Moleküle aber durch bereits umgelenkte Moleküle eine andere Richtung einnehmen - ohne jeden Andruck an der Fläche).
Die Düsen sollten also nicht runden Querschnitt aufweisen, sondern zweckmäßigerweise als lange und dünne ´Schlitze´ geformt sein. Entsprechend sollte der nachfolgende Resonanzraum kein runder Kegel, sondern ein schmaler und hoher Zylinder sein mit einem Querschnitt in Form eines Kreissegments.
Der Zufluß zum Resonanzraum könnte eine runde Öffnung an dessen Rückseite sein oder wiederum eine mittige längliche Öffnung (wie hier skizziert). Die Zuleitung zum Resonanzraum ist hier nach unten geführt (und könnte durchaus auch anders gestaltet sein, siehe unten). Die Länge des Resonanzraums wie der Zuleitung muß nach bekannten Formeln angelegt werden, um in gesamten System resonante Schwingungen zu erreichen. Das Wasser in diesen Bauelementen wird zum Rotor hin ´zittern´.
Rotor außen oder innen
In diesen Bildern sind Grundkonstruktionen des obigen Prinzips schematisch dargestellt, jeweils oben im Qurschnitt und darunter als Längsschnitt. In EV DLWT 45 ist der Rotor (RO) außerhalb des Zuflusses angeordnet, in EV DLWT 46 ist der Rotor innerhalb des Zuflusses angelegt.
Eingezeichnet ist nun auch das Wasser (WA) im unteren Bereich, der Bereich darüber enthält Druckluft (DL). Mit wenigen bar Luftdruck läßt sich enorme ´Fallhöhe´ von Wasser ´simulieren´.
Vorteilhaft bei der Version mit äußerem Rotor (EV DLWT 45) ist, dass das Wasser frei nach außen abfließen kann und die Luft in den Turbinenschaufeln durch die Rotordrehung nach außen geschleudert wird. Schon allein aufgrund Fliehkraft wird am Düsenmund ein wesentlich geringerer statischer Druck anliegen. Oben diskutierte Abschirmung der Düse gegen statischen Luftdruck ist also problemlos gegeben.
Zum anderen drückt der gegebene hohe Luftdruck über die Wasseroberfläche das Wasser in die Zuleitungen zu den Resonanzräumen. Hier sind die verschiedenen Bereiche farblich unterschiedlich markiert. Im laufenden Betrieb sind natürlich die Zuleitung und der Zufluß wie der Resonanzraum bis zur Düse mit Wasser gefüllt.
Nachteilig an der Version mit äußerem Rotor ist die Lagerung und Führung des Rotors. An sich muß der Rotor nicht absolut eng am Gehäuse anliegen und es ist auch keine Dichtung zwischen Gehäuse und Rotor erforderlich. Die Drücke wechseln in diesem Spalt so rasch und stark, dass ein ausreichend ´sperriger´ Wasserfilm gegeben ist. Dennoch wäre eine symmetrische Lagerung des Rotors die technisch bessere Lösung.
Diese ist bei einem mittig angeordneten Rotor problemlos gegeben, wie z.B. in obigem Bild EV DLWT 46 schematisch dargestellt ist. Außen im Gehäuse ist Raum für viele Zuleitungen gegeben, hier z.B. sind zwölf eingezeichnet und eben so viele Turbinenschaufeln.
Allerdings wirkt hier die Fliehkraft gegen die Kanäle, d.h. das Wasser fließt nicht seitlich ab (sondern fällt nur nach unten). Um den Düsenmund frei von Überdruck zu halten, ist hier im Bereich der Turbinenschaufeln beispielsweise der Wirbelkern massiv ausgeführt (analog obigem Bild EV DLWT 43 bei G).
Potentialdrall-Resonanz-Turbine
Sehr viel einfacher wird die Konstruktion, wenn der Rotor in Form einer flachen Scheibe ausgebildet und der Resonanzraum direkt im Wasserbehälter angelegt wird. Der Rotor ist dann gut gelagert, die Fliehkräfte bewirken das Leeren der Turbinenschaufeln, die Zuleitung zur Düse ist kurz, die erforderliche Hubhöhe des Wassers ist minimal.
In EV DLWT 47 ist diese Konzeption schematisch dargestellt, oben im Querschnitt und unten im Längsschnitt. Im scheibenförmigen Rotor (RO) sind hier nur vier Turbinenschaufeln (TS) eingezeichnet, die radial nach außen weisen. Das Wasser wird von unten in die Turbinenschaufeln geleitet. Bei der Turbinenschaufel rechts sind die Elemente des Zuflusses eingezeichnet (die sich also in einer axialen Ebene unterhalb des Rotors befinden).
Aus dem unteren Wasserbereich (WA) fließt Wasser durch die Zuleitung (ZU) in den Resonanzraum (RR), von dort durch die Düse (DÜ) in den Bereich der Turbinenschaufel (TS). Im Längsschnitt ist dargestellt, dass sich die Wasseroberfläche nur wenig unterhalb der Düse befindet, also nur geringer Hub erforderlich ist.
Durch die Drehung des Rotors im Durckluftbereich (DL) wird Luft von innen nach außen ´zentrifugiert´. Nach innen muß also immer wieder Luft nachfließen. Um diese Auswärts- und Einwärts-Strömung der Luft zu trennen, ist hier ein Deckel (DE) oberhalb des Rotors eingezeichnet (der fest mit dem Gehäuse verbunden ist, diese Befestigung ist hier nicht eingezeichnet).
Der Bereich der Turbinenschaufeln ist nach innen verlängert um einen Einlaßkanal (EK), dessen Querschnitt nach innen kleiner wird. Oberhalb des Einlaßkanals ist im Rotor jeweils ein Flügel (FL) angebracht, welcher praktisch wie ein Ventilatorflügel Luft in den Einlaßkanal und den Bereich der Turbinenschaufeln drückt.
Da die Geschwindigkeit des Rotors über Grund nach außen zunimmt, ergibt sich in den Turbinenschaufeln eine beschleunigte Potentialdrallströmung. Eine immer schneller drehende Walze von Luft ´schraubt´ sich im Bereich der Turbinenschaufeln nach außen (analog zum Effekt, welcher bei der Potentialdrallpumpe detailiert beschrieben ist). Durch diese drehende Strömung hoher Geschwindigkeit entlang der Öffnung zur Düse ist der Düsenmund gegen statischen Luftdruck abgeschirmt.
In EV DLWT 48 sind der Einlaßkanal und die Turbinenschaufel im Querschnitt schematisch dargestellt. Der Rotor bewegt sich hier von links nach rechts. Bei A ist der innere Bereich des Rotors dargestellt mit dem Einlaßkanal (EK) und seinem darüber befindlichen Flügel (FL). Die dort eingeleitete Drehbewegung der Luft setzt sich nach außen fort im Bereich der Turbinenschaufel (TS).
Bei B ist der Bereich weiter außen am Rotor dargestellt, wo die Zuleitung (ZU) in den Bereich des Wassers (WA) eintaucht. Der Resonanzraum (RR) und die Düse (DÜ) sind im Gehäuse (GE) befestigt. Das Wasser fließt durch den Bereich der Turbinenschaufeln (TS) und in diesen bzw. im Raum oberhalb zwischen Rotor und Deckel (DE) nach außen ab.
Diese Konzeption vereinigt die wirksamen Prinzipien der Abschirmung des Düsenmunds wie die Nutzung resonanter Schwingung in einfachster Weise und auf engstem Raum (obwohl die Rotorscheibe selbstverständlich mit größerem Radius und wesentlich mehr Turbinenschaufeln ausgelegt werden kann). Die Wirkungsweise dieser autonomen Resonanz-Turbine in Verbindung mit diesem Potentialdrallwirbel ist garantiert.
Dieses System ist auch besonders einfach zu starten (im Gegensatz zu obigen Konstrukten, wie beispielsweise bei der Puls-Turbine detailliert beschrieben wurde). Generell arbeitet das System, wenn im Luftbereich ein Überdruck gegeben ist (anstelle von z.B. obigen zwei bar kann auch mit enorm hohem Druck gefahren werden). Beim Anfahren muß der Rotor in Drehung versetzt werden, um die walzenförmige Potentialdrallströmung in den Turbinenschaufeln zu schaffen. Diese wirkt saugend, wenn die Düse geöffnet ist, so dass dort auch Wasser angesaugt wird. Dann wird im Resonanzraum durch phasenweises Öffnen und Schließen der Düsen die resonante Schwingung aufkommen und das System selbstbeschleunigend automatisch hochfahren.
Druckpuffer-Resonanz-Turbine
In diesem Bild EV DLWT 48 ist bei C und D eine weitere Möglichkeit zur ´Räumung´ des Bereichs der Turbinenschaufeln angezeigt (die aber nur bei exakter Abstimmung den gewünschten Effekt garantiert).
Anstelle des nach oben offenen Einlaßbereichs ist hier ein geschlossener Pufferbereich (PB) eingezeichnet, welcher von der Turbinenschaufel nach innen weist (oder auch etwas nach oben) und mit (Druck-) Luft gefüllt ist. Auch die Turbinenschaufel ist im Prinzip nur noch eine runde Bohrung und weist nur nach unten zur Düse hin eine schlitzförmige Öffnung auf, nach außen ist dieses ´Rohr´ offen.
Bei geöffneter Düse (wie bei D) schießt das Wasser in dieses Rohr und bewirkt an dessen Vorderwand ein Drehmoment. Zugleich wird das Wasser im Rohr sowohl nach innen wie nach außen ausweichen. Die Luft im Pufferbereich wird damit komprimiert.
Wenn nachfolgend die Düse geschlossen wird, kann sich die Kompression entspannen und das restliche Wasser aus dem Rohr nach außen drücken. Die damit einsetzende Strömung entlang der Düsenöffnung schirmt diese gegen den statischen Luftdruck ab (für die nächste Öffnung der Düse).
In EV DLWT 49 ist dieses Funktionsprinzip wiederum schematisch dargestellt, oben im Querschnitt und darunter im Längsschnitt (analog zu obigem Bild EV DLWT 47).
Die Bauweise des Rotors ist hier nochmals einfacher. Wie oben angemerkt wurde, könnte der Pufferbereich innen auch etwas nach oben weisen oder der ganze Rotor einen kegelförmigen Querschnitt aufweisen (anstelle der hier gezeichneten planen Scheibe). Damit wäre besser gewährleistet, dass im Pufferbereich eine ´Luftblase´ existiert. Die Düsen könnten z.B. auch etwas von der radialen Richtung abweichend angelegt werden. Auch andere Details können selbstverständlich anders ausgelegt werden.
Im Prinzip wird hier zur Erzeugung von Strömung entlang der Düsenöffnung wiederum der Effekt von Resonanz genutzt, indem diese Luftblase komprimiert wird und anschließend durch Entspannung bzw. Rückschlag die Auswärtsbewegung gegeben ist. Auch dieses Druckpuffer-System ist im Prinzip uneingeschränkt wirksam, nur müssen hier eben beide Resonanzen genau aufeinander abgestimmt sein.
Produktionsfaktor Organisation
Es wird immer davon ausgegangen, dass Perpetuum Mobile nicht funktionieren können, weil Energie aus irgend einer Quelle entnommen werden müsse - und die Quelle danach leer ist. Die Antwort ist simpel: es wird nirgendwo Energie weg genommen, damit an anderer Stelle Energie in nutzbarer Form verfügbar ist. Energie gibt es in Hülle und Fülle, z.B. die kinetische Energie der ´wilden´ Molekularbewegung von Luft hohen Drucks. Es ist nur eine Frage der Organisation von Bewegungsabläufen, um nutzbare Energie aus dieser unerschöpflichen Quelle fortwährend zu generieren.
In der Volks- oder Betriebswirtschaftslehre hat man längst erkannt, dass ´Organisation´ der entscheidende ´Produktionsfaktor´ ist. Anfänglich galten nur Kapital, Boden und Arbeit als Produktionsfaktoren.
Aber Kapital allein ist vollkommen unproduktiv - und momentan steht unser gesamtes Wirtschaftgefüge auf der Kippe wegen des Irrglaubens, am ´Finanzmarkt´ als solchem könnten Werte geschaffen werden. Die ´vagabundierende´ Geldmenge hat solches Ausmaß angenommen, dass Geld kein ´knappes Gut´ mehr ist, also an sich schon ´wertlos´ geworden ist (wenn es nicht so einseitig verteilt wäre). Kapital kann immer nur produktiv sein, wenn es investiert ist in produktiven Gütern (Maschinen oder andere Einrichtungen, besonders der ´sozialen´ bzw. der öffentlichen Infrastruktur).
Boden allein ist wertlos, genauso ist Arbeit an sich wertlos - wenn sie nicht zielgerichtet erfolgt. Damit nachhaltiger Nutzen entsteht, kommt es also nicht auf die reine Verfügbarkeit obiger Produktionsfaktoren an, sondern entscheidend auf die Organisation: wann was womit wie zu tun ist. Ausschließlich durch zweckdienlichen Einsatz von Mitteln und sinnvolle Gestaltung der Abläufe kann irgend ein Nutzeffekt entstehen.
Nicht anders ist es in Physik und Technik: die Mittel sind gegeben bzw. Teile wie Abläufe beliebig zu gestalten. Auch Energie ist in unbeschränktem Maß gegeben, hier z.B. muß praktisch nur einmalig Druckluft erzeugt werden, in welcher Moleküle dauerhaft heftige Interaktionen ausführen. Diese Bewegungen sind unproduktiv - wie un-sinniges, d.h. nicht zielgerichtetes Arbeiten. Also müssen diese Bewegungen geordnet werden.
Ordnung durch Strömung ergibt Druck-Differenzierung
Bei Perpetuum Mobile wird stets vermutet, dass irgendwelche Energie ´verbraucht´ wird, z.B. Wärme der Umwelt entzogen wird oder dubiose ´Null-Punkt-Energie´ im Spiel ist. Es wird stets unterstellt, dass Energie nur von einer Form in eine andere zu transformieren ist. Das ist häufig der Fall, aber ein ´un-produktiver´ Prozess. Man muss sich lösen von diesem Transformator-Denken, weil außer ver-brauchen auch ge-brauchen möglich ist.
Arbeit wird beispielsweise ´transformiert´ in Geld (duch Lohnzahlung), Geld kann transformiert werden z.B. in einen Hammer (durch Kauf), ein Hammer - wird nicht mehr transformiert, sondern ist als Hilfsmittel tauglich für hundert Jahre (durch Ge-brauch).
Arbeit leistet jedes Molekül in obiger Druckluft, indem es ein anderes Molekül weg stößt. Weil sie es gegenseitig tun, ist diese enorme Arbeit sinn- und zwecklos, nur beständiger und allseitiger Druck ist das Ergebnis.
Sobald aber an gekrümmter Fläche ein Sogbereich entsteht (fast ohne bzw. mit null Aufwand zu organisieren, siehe meine Definition des Perpetuum Mobile Vierter Art), wird Bewegung geordnet, ergeben sich Differenzen im statischen Druck (und das Segel zieht bzw. die Tragfläche erfährt Auftrieb). Die Summe aller Energien bleibt absolut konstant, Luftbewegung wird z.B. durch keine Windkraftanlage reduziert (nur etwas weniger geordnet). Es wird damit also keine Energie ´verbraucht´, sondern gegebene Energie nur zweckdienlich gebraucht.
Selbst z.B. diese Ventilatorflügel (FL in EV DLWT 47) geben im laufenden Betrieb nur die Drallrichtung vor, die Strömung selbst wird dort hinein gesaugt, d.h. es wird keine Energie verbraucht. In EV DLWT 50 sind die wirksamen Kräfte nochmals rein schematisch dargestellt.
Im Bereich der Turbinenschaufeln wird drehende Strömung (F) erzeugt, mit nahezu null Aufwand. Diese geordnete Bewegung von Molekülen hat zur Folge, dass keine ungeordnete Bewegung (A, der normalen Molekularbewegung bzw. des statischen Drucks) an den Düsenmund vordringen kann (G). Wohl aber wirkt der statische Druck (B) auf die Wasseroberfläche. Aufgrund der Druckdifferenz tritt Wasser aus den Düsen aus (und leistet zweckdienliche Arbeit beim Auftreffen auf die vorliche Wand der Turbinenschaufel).
Ordnung durch Resonanz ergibt Druck-Potenzierung
Auf diesem unbestreitbarem Effekt geordneter Molekularbewegung basieren praktisch die meisten Strömungsmaschinen, die meisten allerdings nur als ´Energie-Transformatoren´, während ich ein gutes Dutzend autonome Energie-Generatoren in dieser website bereits vorgestellt habe. Bei diesen Resonanz-Turbinen hier allerdings wird erstmals ein neuer Aspekt eingeführt, den der Resonanz bzw. es werden die bereits bei obigen Rückschlag- und Puls-Turbinen eingesetzten Effekte hier technisch viel besser realisiert.
Auch der Rückschlag-Effekt ist allgemein bekannt, wenn beispielsweise durch rasches Schließen eines Wasserhahns ein lauter Knall das gesamte Wasserleitungssystem erschüttert. Tatsächlich ist dieser `Knall-Effekt´ die größte Gefahr in Rohrsystemen, z.B. meist verantwortlich für Rohrbrüche im Leitungsnetz städtischer Wasserversorgung.
Es bedarf dabei keinen großen Wasserflusses, der Wasserhahn ist nur wenig zu öffnen, aber rasch zu schließen - und wenn dieser Prozess im richtigen Rhythmus erfolgt, werden durch Resonanz gewaltige Kräfte ´aufgeschaukelt´.
Der enorme Unterschied zwischen normalem Fließen von Wasser und diesem Rückschlag ist, dass die Druckwelle mit Schallgeschwindigkeit durch das Leitungssystem läuft. Anstelle weniger Meter je Sekunden (des Wasserflusses) ergeben sich Geschwindigkeiten von über hundert Metern je Sekunde (der Druckwelle im Wasser). Entsprechend wird praktisch die kinetische Energie der ursächlichen Bewegung potenziert.
Anstelle der technischen Strömungsgeschwindigkeit tritt die vielfach höhere Geschwindigkeit molekularer Bewegung (D). Beim erneuten Öffnen der Düse, fliegen die Wassermoleküle mit dieser hohen Geschwindigkeit (E) bis an die Turbinenschaufel (zumindest die vordersten). Auch der nachfolgende Fluß ist viel schneller in diese Richtung als aufgrund der Differenz (B minus G) des statischen Drucks gegeben wäre. Damit leisten tatsächlich die Wassermoleküle obige ´Arbeit´ in zweckdienlicher Weise (der Produktion von Drehmoment).
Diesen Aspekt der Nutzung von Resonanz zur Generierung nutzbarer Energie werde ich wohl allgemeingültig als Perpetuum Mobile der Fünften Art formulieren müssen, weil dieses Bewegungsprinzip wiederum bei allen Strömungen allgemein gültig ist (also z.B. auch bei elektromagnischem Fluß).
Zweifache Hebelwirkung
Durch Initiierung zweckdienlicher Strömung kann Druckdifferenz erzeugt werden. So wird z.B. der maximale Auftrieb am Segel erreicht, wenn der direkte Druck aus gegebenem Wind nur einen Bruchteil der gesamten Vortriebskraft ausmacht. Es ist also durch eine relativ geringe Kraft (der des Windes) ein Mehrfaches an nutzbarer Kraft (aufgrund des statischen Luftdrucks) zu erreichen. Dieser statische Druck (B) gegenüber einem Bereich geringeren statischen Drucks (G) bewirkt hier die Strömung des Wassers (C) durch die Zuleitung (ZU), den Resonanzraum (RR) und die Düse (DÜ).
So wie bei obigem Wasserhahn nur ein geringer Massedurchsatz ausreichend ist, um vehemente Rückschlagkräfte zu erzeugen, so reicht auch hier nur ´ein Spritzer Wasser´ aus, um beim Schließen der Düse einen harten Rückschlag zu erzeugen. Mindestens zwei Drittel dieser Kräfte können an der Hinterwand des Resonanzraums gespiegelt werden (D), um bei nachfolgender Öffnung der Düse auf die Vorderwand der Turbinenschaufel (E) wirken zu können. Wiederum ist also eine geringe kinetische Kraft ausreichend (der kurzfristigen Strömung vom Wasserbehälter bis zur Turbinenschaufel), um eine vielfach größere Kraftwirkung zu erzeugen.
Die Multiplikation der Kräfte durch Rückschlag ist so groß, dass man vermutlich diese Turbine (z.B. der obigen Konzeption bei EV DLWT 47) nur mit normalem Luftdurck (also ohne den hermetischen Abschluß und Druckluft) fahren kann. Durch andere Gestaltung der Rückwand des Resonanzraums (b.B. mit Einlaß-Ventil) könnte die Reflektion durchaus nochmals verbessert werden.
Ursprünglich gegebene Kräfte werden hier also keinesfalls nur transformiert (verbraucht, um in andere Energieform entsprechenden Betrags umgewandelt zu werden). Gegebenen Kräfte werden hier durch zweckdienliche Organisation der Bewegungsabläufe vielmehr nur als Auslöser verwendet, damit sehr viel größere Kräfte (der molekularen Bewegung, letztlich der Ätherbewegungen) wirksam Arbeit leisten können und damit nutzbare Energie tatsächlich produziert wird.
Insgesamt, vor und während und nach dem Prozess ist weder mehr noch weniger Energie vorhanden - die Kräfte werden lediglich ´kanalisiert´. Das Wasser eines natürlichen Flusses verliert potentielle Energie der Lage (und leistet dafür Arbeit durch fortwährende Umgestaltung des Flußbetts) von der Quelle zur Mündung, egal wie das Wasser fließt. Wenn der Fluß streckenweise kanalisiert wird, kann in einem Wasserkraftwerk nutzbare Energie abgezweigt werden (wodurch anderen Orts zweckdienliche Arbeit verrichtet wird).
Genau analog dazu wird hier ungeordnete Molekularbewegung (der Druckluft wie des Wassers) streckenweise ´kanalisiert´ bzw. geordnet, womit nutzbare Energie erzeugt wird. Die Molekularbewegung nimmt keinerlei Schaden, wenn sie zeitweilig von ihrer sinnlosen Arbeit des fortwährenden Zusammenprallens in chaotischen Richtungen befreit wird, um gezielt und geordnet sich zu bewegen (der Druckluft entlang des Düsenmunds und der Wassermoleküle in synchroner Schwingung im Resonanzraum).
Dieser Art Perpetuum Mobile basieren auf gegebenen Energien, deren Bewegungsrichtungen mit gegebenen bzw. leicht formbaren Teilen so gelenkt werden, dass frei nutzbarer Energie verfügbar wird. Aus gegebener Energiequelle und einfachsten Hilfsmitteln wird ausschließlich durch den Produktionsfaktor Organisation das zweckdienliche Ergebnis erzeugt.
In jedem Betrieb ergibt sich ´Wertschöpfung´ allein durch sinnvolles Zusammenfügen (aufgrund Organisation als geistiger Vorleistung), so dass das Produkt (ob Maschine oder sonstiges Arbeitsergebnis) mehr Wert ist (hinsichtlich der beabsichtigten Nutzung) als die ursprünglichen Bestandteile. Das ist auch originäres Ziel jeglicher Technik - nur hinsichtlich Energie hat die Physik sich freiwillig in das Gefängnis der ´geschlossenen Systeme´ mit (falsch interpretierter) Konstanz begeben.
Frustration oder Begeisterung
Schon vor Jahrzehnten versuchte Viktor Schauberger mit aller Kraft, diesen falschen Umgang mit gegebenen Kräften zu begegnen. Er beschrieb qualitative Wirkung und Kreislauf vieler Stoffe in der Natur (nicht identisch mit chemischen Elementen, bis heute praktisch von niemandem richtig verstanden). Er beschwor die Abkehr von der Explosions-Technik (dem Verbrennen fossiler Rohstoffe) zugunsten einer Implosions-Technologie (mit dem Vorrang des Sogs).
In seinem Heimkraftwerk ´Repulsine´ (und diversen anderen Konstrukten) waren neben Sog (bzw. schneller Strömung) wesentliche Merkmale die ´gewendelte´ Bewegung (in komplexen Potentialdrallwirbeln), die pulsierende Bewegung (bzw. phasenweisen Rückschlag), aber auch Bereiche hohen Drucks, also alle oben angeführten Elemente. Schauberger wollte mit diesen Maschinen (unter anderem ) autonome Energieversorgung für jedermann erreichen. Leider hat er keinen wirklich lauffähigen Energiegenerator zustande gebracht bzw. hinterlassen.
Es ist frustrierend, dass in siebzig Jahren keine positive Resonanz (in Form realer Maschinen) auf Schauberger´s Ideen zustande kam. Es ist frustrierend, dass Rainer Schmieg mit seiner ´Strömungsgeführten Resonanzturbine´ (welche dem Re-pulsieren bei Schauberger entspricht) seit sieben Jahren ebenso wenig Resonanz erfuhr. Auch meine Ausarbeitungen und Behauptungen z.B. der Druckluft-Wasserturbine stehen nun seit über zwei Jahren im web, ohne dass meines Wissens sich irgend jemand ernsthaft darauf eingelassen hätte.
Mit obigen Konstrukten habe ich nun wohl ein wirklich lauffähiges, autonomes System dargestellt, das Resonanz bzw. Pulsation wie Druck und Druckdifferenzierung durch gewendelte Strömung einschließt. Die (an sich bekannten) Effekte sind nun theoretisch sauber bzw. isoliert heraus gearbeitet, aber auch direkt in einfache Technik umgesetzt (im Gegensatz zu Schauberger´s wie meiner früheren Konstrukte). Ich konnte wiederum nur das Prinzip skizzieren und die Abläufe bzw. Wirkungen verbal beschreiben. Basierend auf den dargestellten Prinzipien würden Maschinenbauer aufgrund ihrer Kenntnisse natürlich weit bessere Konstruktionen entwickeln können.
Es wäre wirklich begeisternd, wenn nicht wieder zwei oder sieben oder siebzig Jahre verstreichen müßten, bevor sich wenigstens ein einziger für diese glasklare Technologie begeistert - und in der Lage ist, diese zu realisieren. Irgendwann sollte doch die Zeit reif sein für einen Resonanz-Energie-Generator analog zu Schauberger´s Repulsine, nur wesentlich einfacher gebaut.
Evert / 08.12.2002