105614. lajstromszámú szabadalom • Eljárás és berendezés áramlások energiájának tárolására és a tárolt energia visszaszolgáltatására

rendezéssel ellátott energiatároló hossz-, ill. keresztmetszete; 13. és 14. ábra: négyütemű, ill. kétütemű mótor a szívó és kipuffogó oldalon alkal-5 mázott energiatárolókkal. Az 1. és 2. ábrák szerint a körkeresztmetszetű, tárcsaalakú (1) ház (2), ürege szolgál mint örvénytér energiatároló gyanánt. A (2) örvénytér középponti részé-40 ben a (3) axiális beömlőcsővel és külső kerületén az (5) tangenciális kiömlőcsővel van ellátva. A (3) axiális beömlőcsővel a tároló egyik vagy mindkét oldala is felszerelhető, ez utóbbi esetben a beöm,15 lés kétoldalivá is tehető. Az örvénytér belsejében van a (4) lapátkoszorú elrendezve, melynek lapátjai a közeget radiális irányból tangenciális irányba terelik. A lapátok az (1) házban ágyazott (6) csapok 20 révén forgathatók, melyek még a (8) gyűrű által összefogott (7) forgattyúcsapokkal vannak felszerelve. A lapátok, hasonlóan a vízturbinák vezetőlapátjainak Fink-féle szabályozásához, a (8) gyűrű el-25 forgatásával állíthatók. A lapátok állí-X ás £i azonban ettől eltérően igen sokféle módon is megoldható, esetleg merev lapátok is alkalmazhatók. A működtető közeg, melynek áramlása 30 folyamán az energiát tároljuk, a (3) csövön át lép az (1) házba és a (4) lapátkoszorún keresztül tangenciális sebességgel jut a (2) örvénytérbe, hol keringő (örvénylő) mozgásba jön. Az ehhez szüksé-35 ges energiát a működtető közeg áramlási energiája szolgáltatja. Az energia tárolási folyamata, vagyis a keringő mozgás létesítése, ill. a keringő tömeg felgyorsítása alatt ezen közbenső gyorsítási ellen-40 állás, valamint a mindenesetre fellépő súrlódási ellenállás következtéiben a (3) beömlőcsőben az (5) kiömlőcsőhözi képest túlnyomás uralkodik, mely a tárolás vége felé folytonosan csökken és végül stacio-45 nar állapotban, mikor tehát az egyszer létesített örvénylésből ugyanannyi energiát vonunk el, mint amennyit hozzávezetünk, csak a súrlódási ellenállásnak megfelelő mértékben marad el- Ideális munkaközeg 50 esetén tehát stacionár állapotban az örvénylés előtti és utáni közegnyomás elméletileg egyenlő, s a közeg a tárolón munkavégzés nélkül áramlik át. A tároló középponti részében a nyomás az állandó 55 értékű örvénylés következtében a megelőzők szerint ez értéknél természetesen kisebb, úgy hogy a (3) beömlőcsőben uralkodó nyomás megfelelő keresztmetszetcsökkentés, ill. sebességnövekedés, vagy gáznemű közegnél esetleg csupán a gáz 60 természetes adiabatikus expansiója folytán is, ezen kisebb nyomásra fog leesni. Ezen nyomásesés megfelelően alakított kiképzés mellett a tangenciális sebességet létesítő (4) vezetőkeresztmetszetekben is 65 történhetik. Ezeknek megfelelően a nyomásváltozás lefolyását stationár állapotra a 4. ábra teljes vonala (a) szemlélteti, mely diagrammban az abszcissza a (3) beömlőcsőtől (I—II. szakasz) a (4) 70 lapátkoszorún (II—III szakasz) és a (2) örvénytéren (III—IV szakasz) át az (5) kiömlőcsőig (IV—V szakasz) a közeg útját jelenti. A diagramm szerint tehát a (3) beömlő- és (5) kiömlőesövekben pl 75 nyomás uralkodik, amely a (4) vezetőkeresztmetszetekben (II—III) tangenciális sebesség létesítése mellett pl-ről p3-ra esik, a közeg sebessége pedig ennek megfelelően nő. A (2) örvénytériben (III—IV) 80 a nyomás p3-ró.l p4=pl-re emelkedik, a közeg tangenciális sebessége pedig a mozgásmennyiségi nyomaték tételének megfelelően csökken. Az (5) kilépőcsőben (IV—V) a nyomás állandóan p4 = pl ér- 85 •tékű. A most leírt stacionár állapot az áramlási sebességek, vagy a keresztmetszetek változtatásával könnyen megszüntethető, pl. azáltal, hogy a tárgyalt példaképem szerkezeten a vezetőlapátokat az 90 ismertetett szabályozószerkezet segítségével elállítjuk. Ha a vezetőkeresztmetszeteket szűkítjük s ezáltal a sebességet ezen helyen megnöveljük, akkor az itteni p3 nyomás még jobban lecsökken s mint- 95 hogy a (2) örvónytérben az örvénylés tehetetlensége következtében a nyomáseloszlás, ill. az örvénylés centruma és kerülete közötti nyomáskülönbség egyelőre még megmarad, vele együtt a p4 nyomás 100 is kisebbedik, tehát energiatárolás áll elő, az örvénylés átmenetileg gyorsulni fog, mindaddig, míg a bevezetési és elvezetési nyomások egyensúlya ismét helyre nem állott. Az ellenkező folyamat játszódik le 105 energiavisszaszolgáltatás mellett akkor, ha a vezető-keresztmetszeteket megnöveljük; ekkor az itt uralkodó nyomás felemelkedik s vele együtt az egyelőre változatlanul maradó örvénylési nyomáskü- 110 lönbség folytán a p4 nyomás is. Az ezen folyamatoknak megfelelő görbék a diagrammban (b)-vel (tárolás), illetve (c)-vel (energiavisszaszolgáltatás) vannak megjelölve- Egy állandó erősségű beáramlás- 115 nak a leírt módon való szabályozásával elérhető pl. az, hogy a tároló után a közeg — mindenesetre periodikusan — egy ál-