Οι εφευρέσεις

Στάθμη τεχνικής

Η εφευρέσεις μου αναφέρονται σε συστήματα πρόωσης οχημάτων (πλοίων, αεροπλάνων, ελικοπτέρων) ή ρευστών (όπως αυτά στις αντλίες, παραγωγή ενέργειας από υδατόπτωση, ανεμογεννήτριες κ.λ.π.).

Τα σχετικά συστήματα αξιοποιούν ή δημιουργούν μια διαφορά δυναμικού – Τάση – με σκοπό τη μετατροπή μιας μορφής ενέργειας είτε σε ροή - όπως στις αντλίες, είτε της Ισχύος μιας ροής σε ηλεκτρική – όπως στις υδρο- ατμο- ανεμογεννήτριες.

Το σημαντικότερο ίσως μέγεθος ενός σχετικού συστήματος πρόωσης είναι ο βαθμός απόδοσης, που υπολογίζεται από τη σχέση παραγόμενης προς την παρεχόμενη Ισχύ. Το βαθμό απόδοσης επηρεάζουν η τριβή (τραχύτητα επιφανειών), η μεταβολή της επιφάνειας ροής, το ιξώδες και η μεταβολή της πίεσης, δηλαδή η μεταβολή της εσωτερικής ενέργειας.

Τα προβλήματα

Ο βαθμός απόδοσης των σχετικών συστημάτων δεν είναι σταθερός αλλά εξαρτώμενος από το Δυναμικό U = g r. Π.χ. η υψομετρική διαφορά r στάθμης νερού καθορίζει το είδος τουρμπίνας που θα εγκατασταθεί σε υδροηλεκτρικό εργοστάσιο, διότι κάθε είδος τουρμπίνας έχει ένα βέλτιστο σημείο λειτουργίας εξαρτώμενο από το πλάτος ροής (επιφάνεια αγωγού) και τη δυναμική ταχύτητα, που καθορίζει και τη ροπή στρέψης της τουρμπίνας. Ένα από τα πολλά προβλήματα που πρέπει να αντιμετωπίσει ο μελετητής σχετικών συστημάτων, είναι η μη σταθερή παροχή, που στις περισσότερες περιπτώσεις είτε οδηγεί στη λύση εγκατάστασης περισσότερων παράλληλων τουρμπίνων, είτε στην αποδοχή μειωμένης μέσης ετήσιας απόδοσης της επένδυσης.

Στο πρόβλημα μεταφοράς λημμάτων και γενικά ροών με αιωρούμενα στερεά, η καλύτερη υπαρκτή λύση (δε φράσει συνέχεια) είναι το σύστημα, που περιστρέφει μια φτερωτή (φυγοκεντρικός έλικας) ενός έως τριών πτερυγίων σε κλειστό περιφερειακά χώρο ελάχιστα μεγαλύτερο της διαμέτρου της φτερωτής, προσπαθώντας να θέσει το ρευστό κάτω από τη φτερωτή σε περιστροφική κίνηση, ώστε η φυγόκεντρος δύναμη να δημιουργήσει μια ροή προς ένα περιφερειακό άνοιγμα, που βρίσκεται κάτω από τη φτερωτή. Ο βαθμός απόδοσης του συστήματος είναι πολύ χαμηλός και το μέγιστο υψομετρικό του δυναμικό πολύ μικρό.

Στην αεροδυναμική πτερύγων η ερμηνεία δημιουργίας άνωσης βασισμένη στη μεγαλύτερη μεταβατική ταχύτητα ράχης είναι λανθασμένη. Η ταχύτητα είναι ανυσματικό μέγεθος (με συνιστώσα ράχης προς την κατεύθυνση κίνησης μικρότερη της κοιλίας), ενώ δεν είναι δυνατόν η μεταβατική ταχύτητα (κινητική ενέργεια) να εκφράσει την ενεργειακή κατάσταση (πίεση, θερμοκρασία) ενός ρευστού και την αλληλεπίδρασή του με μια στερεή επιφάνεια.

Στο θεωρητικό επίπεδο οι μηχανικοί των ρευστών πολλές φορές συμβαίνει να χρησιμοποιούν λανθασμένους όρους, όπως διατμητική τάση εννοώντας διατμητική πίεση, ή μήκος κύματος εννοώντας μήκος μεταξύ δύο κυμάτων, ενώ ταυτόχρονα δε χρησιμοποιούν την Τάση κατ΄ αναλογία της ηλεκτρικής, που μπορεί να εκφράσει κάθε μορφή ενέργειας, η δε Πίεση από ενεργειακή πυκνότητα (Νm/m³) περιορίστηκε σε Δύναμη προς επιφάνεια (Ν/m²).

Επιχειρηματική αξιοποίηση

Η επιχειρηματική αξιοποίηση των συστημάτων επαγωγικής ροής (δύο και πλέον φάσεων) προκύπτει από την ανάλυση

• δυνατές εφαρμογές
• σχέση κόστους οφέλους
• κατά περίπτωση συγκριτικό πλεονέκτημα.

Για την μέγιστη δυνατή μείωση του κόστους εκπόνησης μελέτης {εύρους εφαρμογής - κόστους οφέλους και κατά περίπτωση συγκριτικού πλεονεκτήματος από τη χρήση της επαγωγικής πρόωσης}, ίδρυσα την εταιρία περιορισμένης ευθύνης Discopter GmbH, η οποία σε συνεργασία με το τμήμα Προσομοίωσης του ΤΕΙ και το τμήμα Υδροδυναμικής του Πολυτεχνείου Βερολίνου εκπόνησε Μελέτη ερευνητικού προγράμματος διάρκειας 24 μηνών. Το κρατικό πρόγραμμα ΖΙΜ πριμοδοτεί κατά 100% το κόστος των πανεπιστημίων και κατά 45 % το κόστος των επιχειρήσεων που θα μετέχουν σε αυτό (οι οποίες πρέπει να συμμετέχουν στο 50% του συνολικού έργου).

Οι δυνατές εφαρμογές χωρίζονται με βάση το ρευστό (κυρίως νερού και ατμοσφαιρικού αέρα) και με βάση ένα από τρία είδη προέλευσης της επαγωγικής ροής (με εξωτερική ροή, με εσωτερική ροή, μόνο ανακυκλούμενη ροή).

Στις κύριες εφαρμογές ανήκουν οι κατηγορίες

1.1. πρόωση πλοίου, (έσω – έξω – βολβού, υδραντλίας), μηχανής δυτών, υποβρυχίου

1.2. πρόωση δισκόπτερου (τηλεκατευθυνόμενου οχήματος κάθετης απογείωσης χωρίς εξωτερική ροή)

1.3. πρόωση αεροπλάνου

1.4. αντλίες (λυμάτων, στερεών αιωρούμενων, θέρμανση, ψύξη, αερισμός), σκούπες.

1.5. υδρο- ατμο- ανεμογεννήτριες (τουρμπίνες ακτινικής ροής)

1.6. μείωση αντίστασης μορφής (γάστρα πλοίου, υποβρυχίου, αεροπλάνου)

Κάθε κατηγορία περιλαμβάνει ένα πλήθος επιμέρους εφαρμογών, που απαιτούν συνδυασμό απαιτήσεων χρήσης - υλικού, παραγωγικού εξοπλισμού, δυναμικότητας επιχείρησης κ.λ.π.

Η βασική έρευνα χωρίζει τα συστήματα σε ανοιχτής και κλειστής ροής (με προσομοίωση μπορούν να μελετηθούν όλα τα άλλα).

Η ανοιχτή ροή έχει μελετηθεί (με κατασκευή, μέτρηση πρωτοτύπου και προσομοίωση). Η κατά περίπτωση ειδική εφαρμογή απαιτεί έρευνα αντοχής υλικών, προσαρμογή διαστάσεων στο φορέα (γάστρα), ενδεχομένως μετρήσεις συνολικής κατασκευής σε κανάλι ροής ή δεξαμενή.

Πλήρης δημοσίευση της ακτινικής πρόωσης από το διεθνές γραφείο κατοχυρώσεων:

http://www.wipo.int/pctdb/en/wo.jsp?WO=2009074834&IA=GR2008000067&DISPLAY=STATUS: