StECon Prototyp 1 aus dem F&E-Projekt StEwaKorad

im Wasserbaulabor des Forschungsinstitutes Wasser und Umwelt (fwu)
an der Universität Siegen

●   Labormodell 5.0 - Prototyp
      zur Gewinnung regenerativer Energie aus Fließwasser

●   Einseitig (ein Getriebe), vertikale Achse

●   Getriebe

      ○   Doppeltes Planeten-Getriebe mit dreifachem Zahneingriff

●   Fünf linsenförmige Schaufelruder aus Edelstahl

●   Leistungsbeiwerte in geschlossenem Gerinne

      ○   Maximaler Wirkungsgrad               44 % bei 150 l/s

      ○   Maximale Leistung                           19 W bei 150 l/s

      ○   Bei Umdrehungen                             25 U/min

      ○   Bei Fließgeschwindigkeit               150 l/s  ≡  5,4 km/h

●   Mittlere Fließgeschwindigkeit vom Rhein
     zwischen Köln und Mündung:              1,5 m/s = 5,4 km/h

Im Bewegungsverlauf liegen alle Punke der Schaufelruder des StECon auf Kreisbahnen. Dies gilt ebenso für klassische Wasserräder. Als kompaktes Wasserrad zählt der StECon somit zu den Zykloidalpropellern.

Alle Punkte eines Zykloidalpropellers verlaufen auf Kreisbahnen (Zykloiden), die sich wiederholen. Dabei werden die Schaufelruder oder Tragflächen im Kreis geführt.

Zykloidalpropeller zeichnen sich dadurch aus, dass sie Schaufelruder oder Tragflächen mit einer eigenen Achse parallel zur mittleren Drehachse besitzen. Die Schaufelruder oder Tragflächen werden um die zentrale Achse gedreht und dabei gleichzeitig auch um ihre eigene Längsachse bewegt.

Alle Punkte eines Zykloidalpropellers verlaufen auf Kreisbahnen (Zykloiden), die sich wiederholen. Dabei werden die Schaufelruder oder Tragflächen im Kreis geführt.

Beim Kirsten-Boeing Propeller (KBP) und damit auch beim StECon werden die Schaufelruder vollständig um die eigene Achse gedreht. Dabei werden sie abwechselnd bei der ersten Umdrehung von der Vorder- und bei der zweiten Umdrehung von der Rückseite angespült werden.

Die Leistungen des KBP und StECons sind stets von der Drehzahl abhängig.

Bisher sind nur wenige Beispiele vom KBP bekannt, mit denen sich Energie gewinnen lässt. Früher wurden zur Steuerung der Schaufelruder Pleuelstangen verwendet, die zur Gewinnung von
Energie aufgrund der benutzten Kinematik nicht geeignet waren.

Beim Voith-Schneider Antrieb (VSA) werden die Schaufelruder bei der Gesamtumdrehung schwingend hin und her bewegt. Sie werden dabei immer von einer Seite angeströmt und haben demzufolge ein Profil, das den Tragflächen eines Flugzeuges ähnelt.

Der VSA kann im Leerlauf mit tangential ausgerichteten Tragflächen auf jede beliebige Drehzahl gebracht werden. Die Leistung entsteht dann durch die gesteuerte Auslenkung der Tragflächen.

Bisher sind keine Beispiele vom VSA bekannt, bei denen sich Energie gewinnen lässt.