NO122778B - - Google Patents

Description

Propell.

Fremdrift av fartøyer skjer på klassisk måte ved hjelp av mo-tordrevne propeller hvis virkningsgrad som kjent er liten, idet en stor del av motorenergien blir borte.

Foreliggende oppfinnelse tilveiebringer en ny innretning som erstatter den kjente vann- eller luftpropell med en rotor-stator-enhet av ny konstruksjon, som er istand til å frembringe en øket trykkraft med samme drivmoment på akselen.

Oppfinnelsen tar utgangspunkt i den propelltype som omfatter en sylindrisk rotor som i det indre har til rotoren festede skrueformede skovler med økende skruestigning forfra og bakover.

Ifølge oppfinnelsen er det således tilveiebragt en propell, særlig for båter, omfattende en sylindrisk rotor som i det indre har to til rotoren diametralt overfor hverandre festede skrueformede skovler med økende skruestigning forfra og bakover, hvilken rotor er anbragt koaksialt mellom et foran og bakenfor rotoren anordnet, til fartøyet festet inn- og utløpsrør med samme diameter som rotoren og hvori skrueskovlene rager inn, og det som kjennetegner den nye propell er at ut-løpsrøret bakenfor skrueskovlene har faste ledeskovler med motsatt stigning i forhold til stigningen på skrueskovlene i rotoren.

Fordeler ved denne utførelse vil gå frem av den etterfølgende beskrivelse av endel utførelseseksempler, og ytterligere trekk ved oppfinnelsen vil gå frem av patentkravene.

På tegningene, som viser noen utførélseseksempler av oppfinnelsen, viser fig. 1 et aksialsnitt gjennom en propellutførelse, hvor propellen er festet under en båt forsynt med den motor som skal drive rotoren. Fig. 2 er et sideriss, og fig. 3 er et snitt gjennom propellen. Fig. 4 viser skjematisk en propellkonstruksjon med to koblede rotorer. Fig. 5 viser en mulig rotordrift. Fig. 6, 7 og 8 viser i aksialsnitt forskjellige utførelser av propellens endepartier, samt de faste skovler. Fig. 9- 12 viser en luftpropell eller en propell for gassformige media.

Propellens hoveddel er rotoren 1 som er utført i metall eller støpt plast. Den omfatter en sylinder 2 hvori er fast innsatt, slik at delene danner ett stykke, en skrue 3 som omfatter minst to skruevinger 4 og 5 med skrueform, med en teoretisk akse a-b, og med en skruestigning som er økende fra innløpet ved a og mot utløpet ved b. F. eks. kan skruestigningen i forhold til diameteren være 3 diametre ved a og 6 diametre ved b.

Ifølge oppfinnelsen kan. hensiktsmessig skovlflatene på de to skovler i radialsnitt gå jevnt over i hverandre og over i rotorens indre sylindervegg, hvorhos skovlenes trykkside har en konkav form i den hensikt å påvirke fluidumstrømmen gjennom rotoren sentrifugalt i området nær rotorens akse og sentripetalt ute ved rotorens innervegg.

Rotoren 2 er opplagret i kulelagre 9 og 10 i et hus 11 som omfatter et forstykke 12, et sylindrisk innløp 13 for vann, med samme innerdiameter som rotorens innerdiameter, og et vannut*lø<p>14 som likeledes har samme diameter. Dette vannutløpsparti er innvendig forsynt med skovler 15, av samme type eller forskjellige fra de skruevinger som er montert i rotoren 2, men her er skovlene faste og med omvendt skrueret-ning i forhold til rotorvingene. Disse faste skovler eller vinger har en dobbeltvirkning. På den ene side kaster de vannstrømmen ut parallelt med aksen etter at vannstrømmen er satt i hurtig rotasjon omkring aksen på grunn av skruevingene, på en slik måte at denne vannstrøm går tilba-ke i det omgivende vann med minimal hvirveldannelse, dvs. energitap, og på den annen side vil denne tilbakekasting fra skovlflatene gi en trykk-kraft parallell med akselen i retning fremover, dvs. en ekstra drivkraft . ;Propellsystemet omfatter blant annet kjente anordninger av hvilken som helst type - elektriske eller mekaniske - for dreiing av rotoren med'stor hastighet. ;Fig. 1 viser som eksempel tannhjulsdrift ved tannhjul og tannkrans 16, 17 med enkel konstruksjon. Denne løsning gjør det mulig med samme tannhjul å drive to rotorer 18 og 19 som ligger ved siden av hverandre, hvilket er vist på fig. 4. ;På fig. 5 er det som eksempel i snitt vist en drivanordning for rotoren med en kjent type vinkeloverføring, som er plasert i utløps-røret. ;I prinsippet er huset 11 plasert inne i skipet som rotoren driver frem. ;Propellsystemet i henhold til oppfinnelsen virker som følger: Motoren gir rotoren en hastighet på 4 - 5000 omdreininger/ minutt over tannhjulet 16 (omdreiningshastigheten er naturligvis av-hengig av propellens størrelse bg rotordiameteren). ;Rotorens omdreiningshastighet er slik at vannet trekkes inn forut og kastes ut akterut. ;Frempartiet 21 av rotorvingene 4 og 5 som befinner seg uten-for sylinderen 2 og inne i innløpsrøret 13, suger inn vannet og kaster det mot rotoren 2, hvor vingene 4 og 5 river vannet med til en rotasjonshastighet som er like stor som rotorens, og fører vannet med mot utløpet 14. Ved gjennomstrømning gjennom rotoren påføres vannstrømmen på denne måte en betydelig kinetisk rotasjonsenergi, tangensialt med sylinderen. Dette vann som roterer med meget stor hastighet og beveger seg hurtig akterover, føres med hele sin rotasjonshastighet og kinetiske energi inn i røret 14 ved hjelp av partiet 22 med vinger 4 og 5• ;Her føres vannstrømmen med hele sin kraft mot de faste skovler 15 som er montert i røret 14. Formen på skovlene gjør at disse oppfører seg som de kjente hydrauliske turbinskovler og ombøyer vann-strømmen i pilretningen 23, samtidig som-vannstrømmens kinetiske energi overføres til en trykkraft P' i pilretningen 24. ;Denne trykkraft P<*>vil som man forstår komme i tillegg tildrivkraften P (som angitt ved pilen 25) som er fremkalt av skruevingene i partiet 21. Trykkraften P virker mot huset 11 over sylinderen 2 og kulelagrene 9- Man vil bemerke tetningene 26 og 27 som sikrer vann-tetthet mellom rotor og hus.

Man vil forstå den store tekniske interesse som ligger i atmotorkraften kan overføres til drivkraft praktisk talt uten tap.

Man kan naturligvis benytte mange forskjellige metoder for rotasjon av rotoren, som på fig. 5 hvor rotasjonen skjer over skrått-skårne tannhjul anbragt i et vanntett hus som er nedsenket i rotorsy-sternets faste akterdel. På fig. 6 - 8 er akselen 32 på rotoren 31 for-bundet med motorakselen (ikke vist) ved hjelp av en hvilken som helst kjent anordning, som f. eks. en skive eller en kardangforbindelse 33 anbragt foran propellsystemet, rotorakselen er montert i trykklagre 34 og 35 festet til hylsen 36 som igjen er fast montert på båten gjennom en bæreanordning 37. Man vil se at det er sørget for et mellomrom mellom rotoren og hylsen, og at det ringformede mellomrom 38 tillater gjennomstrømning av vann.

Man kan likeledes tenke seg - forskjellige varianter enten av akterpartiet av rotorvingene, som. f, eks. vist ved 39., 39a og 39b (fig. 6-8) eller ved de faste skovlenes form og lengde, som vist ved 40, 40a og 40b, alt etter væskens natur, propellsystemets størrelse og driftsbetingelsene.

Oppfinnelsens propellsystem kan anvendes i alle væsker eller gassformige media, og spesielt som luftpropell. Fig. 9-12 viser som eksempel en propell for gassformig medium som kan benyttes på ethvert bevegelig fartøy, bil, båt eller fly. Fig. 9 er et vertikalt aksialsnitt, fig. 10 et planriss og fig. 11 et tverrsnitt, samt fig. 12 en detalj.

Rotoren 45 har en spesiell form slik at de innvendige rotorvinger 46 oppfanger gassen1ytterenden 47 og suger den inn i turbinen 48 hvor gassen gis en stor kinetisk energi før den kastes mot et fast skovlhjul 49 hvor den avbøyes og ved reaksjonskraften frembringer en utnyttbar trykkraft som angitt ved pilen 51. På fig. 9 - 10 vil rotorens generelle form fremgå, samt de innvendige rotorvinger 46 som for-lenges til et turbinhjul 48. Dette turbinhjul er forsynt med ekstra skovler 49, 50 med samme profil for å forsterke virkningen fra skovlene 46. Fig. 12 viser et tverrsnitt (gjennom planet x - y på fig. 11) gjennom skovlene 46 og 50 i deres endeparti ved utløpet 48 (fig. 9), fig. 11 viser i planriss den horisontale kurve for disse skovler for en rotasjonsretning som er angitt ved pilen 52. Fig. 10 viser formen og kurven for skovlene ved rotorinnløpet og denne form beholdes i hele rotorens vertikale parti. Fig. 9 viser ved 49' anordningen av de faststående skovler 49 som er anbragt i en krans omkring turbinhjulet. På fig. 9 angir henvisningstallet 53 skjematisk en drivmotor.

Rotorhastigheten kan være omkring 15000 omdreininger/minutt, hvorved gassen gis en kinetisk energi som kan utnyttes enten for fremdrift av fartøyer eller kjøretøyer i alle horisontale eller vertikale retninger, eller - når propellsystemet er faststående - for gasstran-sport i rørledninger, f. eks. blåseinnretninger av forskjellig type.

Claims (1)

1. Propell, særlig for båter, omfattende en sylindrisk rotor som

i det indre har to til rotoren diametralt overfor hverandre festede skrueformede skovler med økende skruestigning forfra og bakover, hvilken rotor er anbragt koaksialt mellom et foran og bakenfor rotoren anordnet, til fartøyet festet inn- og utløpsrør med samme diameter som rotoren og hvori skrueskovlene rager inn, ka~r.akterisert ved at utløpsrøret (1-4) bakenfor skrueskovlene (3) har faste ledeskovler (15) med motsatt stigning i forhold til stigningen på skrueskovlene (3) i rotoren (1).

2: Propell ifølge krav 1,karakterisert vedat rotoren som i og for seg kjent er omgitt av en sylinder som er festet til fartøyet og hvori rotoren er dreibart lagret.

3« Propell ifølge krav 1 eller 2,karakterisertved at skovlflåtene på de to skovler (4, 5, fig. 3) i radialsnitt

sett går jevnt over i hverandre og over % rotorens indre sylindervegg og at skovlenes trykkside har en konkav form i den hensikt å påvirke fluidumstrømmen gjennom rotoren sentrifugalt (7) i området nær rotorens akse og sentripetalt (8) ute ved rotorens innervegg.