StECon Prototyp

 

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

 

 

 

StECon ein Zykloidalpropeller

 

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.

 

 

 

Beschreibung Zykloide

Von Kmhkmh - Eigenes Werk, CC-BY 4.0, https://commons.wikimedia.org/w/index.php?curid=44171944

 

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.

 

 

 

 

 

 

 

 

 

Kirsten-Boeing Propeller und StECon

Fig 6 Principle of K-B propulsor functioning [FROM the ROW TO the QUEEN MARY II Miroslav SAMBOLEK, Brodarski institut, Av. V. Holjevca 20, Zagreb > 2004]

 

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.

 

  

Voith-Schneider Antrieb

Fig. 7 Voith Schneider propeller - VSP. a)transverse force; b)force in sailing direction; c)null force [FROM the ROW TO the QUEEN MARY II Miroslav SAMBOLEK, Brodarski institut, Av. V. Holjevca 20, Zagreb > 2004]

 

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.

 

 

Mathematische Voraussetzungen

Die Bewegungen auf Kreisbahnen und die Umdrehungen um eine Achse bewirken das Zusammenspiel von unterschiedlichen Algebren, etwa die Trigonometrie, Geometrie und Zahlen-Algebren. Aus diesen Gesetzmäßigkeiten lässt sich auf eine rechnerische Lösung für das doppelte Planeten-Getriebe mit dreifachem Zahneingriff schließen.

 

 

Überlieferte Entwicklungen

1681 - Hooke‘s horizontal wheels
[A_treatise_on_the_screw_propeller 1852]

1852 - Oldham’s paddlewheel
[A_treatise_on_the_screw_propeller 1852]

1926 - Kirsten-Boeing Propeller
[H. Sachse from „Zeitschrift für Flugtechnik und Motorluftschiffahrt“, January 14,1926]

1930 - Beispiel Cycloidal Propeller

1963 - „BOAT AND PROPULSION MEANS THEREFOR“
[US-Patent 3,101,692 Patented Aug.27,1963]

1969 - Beispiel Cycloidal Propellers
[THE APPLICATION OF CYCLOIDAL PROPELLERS - Fred Y. Martin 15.05.1969]

1999 - Whale Tail Propulsion
[Patent EP0841502B1 – Whale-tail-type propulsion system for a vessel
Whale Tail Wheel Propulsion – MarineTalk 3/16/1999

2003 - Hübner-Braun-Antrieb
[Bootsmotoren & Antriebe auf der boot 2008
Hübner-Braun-Zykloidenantrieb - ohne Propeller]

2004 - lmprovements relating to PowerGenerators
[Patent WO 2004/074680 A1 vom 02.09.2004, Inventor: EVANS, Lieghton (GB)]

2007 - Sundermann Water Power
[Patent WIPO WO 2007/009155 A1, 25 January 2007]

2011 - HLS Kompakt WasserRad HLS (KWR), StEwaKorad, StECon
[Patent DPMA Nr. 10 2011 014 086, HLS Kompakt Wasserrad, 16.03.2011]

 

 

 

 

Referenz- und Suchbegriffe

 

Zykloid, Zykloidal, Cycloid, Cycloidal, Zykloidalpropeller, Cycloidal Propulsion

Kompaktwasserrad, KompaktWasserrad, KompaktWasserRad, Kompakt Wasserrad, Kompakt WasserRad, KWR, HLS, HLS-KWR

Kirsten Boeing Propeller, Kirsten-Boeing Propeller, Kirsten Boeing Propulsion, Kirsten-Boeing Propulsion, KBP

Voith-Schneider Propeller, Voith-Schneider Propulsion, VSP, Voith-Schneider Antrieb, VSA

Energiewandler, Energie-Wandler, Energy Converter, StECon, stecon, Stecon

StEwaKorad, Stewakorad, stewakorad

Neuartige Wasserkraftmaschine, noval hydraulic engine

Kinetische Energie, Potentielle Energie

Auftriebssystem, Verdrängungssystem

Drehmoment, Torque, Torque-Motor, Torquemotor, Drehmoment-Motor, Drehmomentmotor, Drehmoment-Generator, Drehmomentgenerator

Außenbordmotor, outboard engine

Navigation

Horizontalpropeller, Vertikalpropeller, horizontal propulsion, vertical propulsion

Turbine, Wasserturbine, hydraulic turbine, hydro turbine, water turbine

Fischverträglich, fish compatible, langsam drehend, langsamdrehend, slow revolving

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Organisation / Schrittmacher, Fortschrittsmotor, Motor für den Fortschritt

 

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