Als Propeller dienender Reaktionsapparat. Gegenstand der vorliegenden Erfindung ist ein als Propeller dienender Reaktionsap parat, ohne bewegliche Teile für Propulsion in der Luft, im Wasser oder einem andern Medium. Die Erfindung beruht auf dem Prinzip der möglichst vollständigen Umwandlung der tliermischen Energie eines motorischen Druck fluidums in kinetische Energie und in der Benutzung dieser letzteren Energie zur Pro- pulsion.
Gemäss Erfindung besitzt ein Reaktions apparat obiger Art eine divergierende, als Mittel zur Umwandlung der thermischen Euer- gie in kinetische Energie bildende Expansions röhre und eine konkave, mit ihrer konkaven Seite in bezug auf die Bewegungsrichtung des Apparates rückwärts gekehrte Ablenk- fläche.
Die Zeichnung veranschaulicht schematisch Ausführungsbeispiele des Erfindungsgegen standes.
Fig. <B>1</B> ist ein Längsschnitt eines Beispiels mit einer einzigen Ablenkfläche; Fig. 2 ist ein Längsschnitt eines ähnlichen Beispiels mit inehreren Ablenkflächen; Fig. <B>3</B> ist ein Längs schnitt eines Beispiels mit mehreren Ablenk- flächen Lind mit einer Reihe von Saugflächen - Fig. 3-" ist ein Schnitt nach der Linie x-y in Fig. <B>3;
</B> Fig. 4 zeigt einen Teil eines Bei spiels mit primären und sekundären Ablenk- flächen; Fig. <B>5</B> ist eine Stirnansicht von Fig. 4; Fig. <B>6</B> zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel des Erfindungsgegenstandes.
In der praktischen Anwendung der<B>Er-</B> findung wird der erforderliche Druck des motorischen Fluidums zweckmässig durch Ver brennung einer geeigneten Mischung unter konstantem Druck in einer Verbrennungs kammer erzielt. Es können dahei, auch andere Mittel zür Erreichung des verlangten Druckes, einschliesslich solcher, bei denen Wasser oder Dampf angewandt wird, benutzt werden.
Beim Beispiel nach Fig. <B>1</B> tritt Druckluft von irgend einem Kompressor<B>durch</B> die Röhre a in einen durch das äussere, feuer feste Gehäuse a' und die Wandung der Ver brennungskammer a' gebildete<B>"</B> ii Mantelraum. Nach Füllting dieses Raumes tritt die Druck- luft durch Öffnungen as in die Verbrennungs kammer, wo sie auf einen durch eine Düse a' zersträubten, in Berührung mit der Druckluft brennenden Brennstoffstrahl trifft.
Durch Ein spritzen eines Brennstoffes mit niederem Ent- flammungspunkt und Benützung einer elek trischen Hilfgzünduiig kann die Verbrennung eingeleitet werden. Sobald die Kammer auf eine hohe Temperatur erhitzt ist, tritt die Entzündung selbsttätig ein,<B>d.</B> h. der Zünder ist nicht mehr nötig und kann irgend ein<B>üb-</B> licher Brennstoff verwendet werden.
Der Druck in der Kammer al ist gleich jenem der eintretenden Druckluft; die Ver- breiinung erfolgt bei konstantem Druck und variablem Volumen. Der Austritt der Ver brennungsprodukte ist ein kontinuierlicher. Ventile oder andere mechanisch betätigte Teile sind nicht erforderlich. Durch die Gleich mässigkeit des Druckes in der Kammer al und. im Gehäuse al werden Dauerhaftigkeit und Festigkeit gesichert.
Der Strom der Verbrennungsgase passiert eine Verengung a' und gelangt hierauf in eine divergierende Expansionsröhre a', welche das Mittel zur Umwandlung der thern:iischen E, tiergie in kinetische Energie bildet.
An. der Mündung der Röhre a' haben die pro Sekunde ausströmenden Verbrennungs produkte bei annähernd atmosphärischem Druck eine Masse m mit der Geschwindigkeit T', Und die nützliche Energie ist durch die Formel <B>in</B> v2 dargestellt. Diese kinetische Energie 2 entspricht der umgewandelten therinischen Verbrennungs-Energie. Dabei treten einige Verluste ein infolge der Wärmeausstrahlung und der Reibung.
Um die in oben beschriebener Weise er zeugte kinetische Energie zur Fortbewegung zu verwenden, können verschiedene Mittel einzeln oder zusammen angewendet werden.
Zu diesem Zweck ist in Fig. <B>1</B> am Ende der Röhre al' eine eine Rotationsfläche bil dende Ablenkfläche <B>b</B> befestigt.
Wird die Ge schwindigkeit Y des motorischen FI uidums in bezug auf den Apparat gleich der dem<B>Ap-</B> parat erteilten Geschwindigkeit v angenommen, also V#v, dann hat,<B>da</B> das motorische eluidum durch die Ablenkfläche <B>b</B> vollständig in die zur Bewegungsrichtung des Apparates entgegengesetzte Richtung abgelenkt wird,
das austretende Fluiduin eine Geschwindig keit Null in bezug auf das umgebende Me- diutn und wird so alle Energie zur Fortbe wegung verwendet.
Beim Beispiel nach Fig. 2 sind drei Ab- lenkflächen <B>b</B> angeordnet. In der praktischen Anwendung dieses Beispiels, unter der Be dingung höchsten Nutzeffektes, muss die Ge schwindigkeit<B>V.,</B> mit welcher die Verbren nungsprodukte auf die Flächen<B>b</B> treffen, oft reduziert werden, da sonst über das zulässige Mass erheblich hinausgehende Geschwindig keiten erhalten würden.
Um dies zu verhindern, kann auf zwei Wegen, einzeln oder zusammen, vorgegangen werden, von denen der eine der folgende ist: Man lässt die Geschwindi-keit der Ver- 0 brennungsgase auf eine #spiratorgruppe nach Art eines Dampfinjektors einwirken zur An- satigung eines bestimmten Volumens Um gebungsluft, wodurch eine orol,',e Geschwindig- keitsverininderung erreicht wird.
Dieser Vor gang findet nach der vollständigen Umwand lung des Druckes der Verbrennungsgase in Geschwindigkeit statt.
Wenn, wie in Fig. <B>3</B> gezeigt, eine Reihe von Saugschaufeln c an der Expansionsröhre a' angeordnet ist, so wird das urngebende F Itii- dLIM, zum Beispiel Luft, angesaugt und, mit den Verbrennungsgasen gemischt. Das so ge bildete Gemisch strömt mit einer Geschwin digkeit<B>P</B> aus der Mündung der Röhre a', welche Geschwindigkeit kleiner ist als jene der ursprünglichen Geschwindigkeit<B>F '</B> Die anzusaugende Menge des Umgebungs fluidums kann rechnerisch bestimmt werden.
Damit die Ansatigung zur Fortbewegung mitwirkt, ist ein nach der Bewegungsrichtung des Apparates hin offener Trichter<B>d</B> mit der Aspiratoretireihe kombiniert, welcher die Rieb- tung des Zuflusses des Umgebungsfluiduiyis bestimmt.
Da die Menge des zufliessenden Umgebungs fluidums stets in einern bestimmten Verhältnis züi der dein Apparat ei-teilten Geschwindig keit sein muss, ist ein D.iit Schlitzen versehener Ringschieber C2 über die eine zylindrische Fläche bildenden Umfänge der Aspiratoren c verschlebbar. Zur Verschiebung des Schiebers dient ein Getriebe<B>e3</B> mit Zahnkolben und Zahnsegment.
Auf diese Weise kann die Weite der Eintrittsöffnungen der Aspiratoren reguliert werden. In Fig. <B>3</B> sind der Einfach heit halber die Stege c-1 (Fig. 3a) nicht dar gestellt.
Der andere der beiden vorgenannten Wege besteht in einer solchen Anordnung und Form gebung der Ablenkfläche bezw. Ablenkflächen, dass durch dieselben nicht die volle Geschwin digkeit des durch die Verbrennungsprodukte allein oder mit Aussenfluiduin gemischt ge bildeten Fluidums ausgenutzt wird, sondern dass die am Austrittsende der Ablenkfläche bezw. Ablenkflächen verbleibende Geschwin digkeit zur Erzeugung eines teilweisen Va kuums vorne, und daher eines Druckes hinten, benutzt wird, wie.
im folgenden an Hand von Fig. 4 und<B>6</B> gezeigt wird.
Das die Ablenkflächen <B>b</B> verlassende Flui dum wird nach einer gewissen Zeit freier Be wegung durch Flächen z (Fig. 4 und<B>5)</B> noch- nials, und zwar parallel zur Achse eines das ganzeFlächensystem einseliliessenden Rohres lt abgelenkt.
Während des freien Überganges zwischen den Primärflichen <B>b</B> und den Sektiii- därfläcben z (und wenn gewünscht, selbst nach der Ablenkung durch die Schaufeln z), bewirken die Strönie eine Reaktion auf das Umgebungsfluidum, wodurch dieses durch Oberflächenreibung in der Richtung der ein gezeichneten Pfeile mitgerissen wird. Hieraus ergibt sich eine Saugwirkung im Vorderteil f der Röhre lt und eine Kompression im hititern Teil fl derselben, Faktoren, welche beide zur Vorwärtsbewegung des Apparates bei tragen.
Um ein wirksames Mitreissen der Luft zu ei-zielen, ist es natürlich notwendig, dass die Fluidummasse nicht in einer kontinuierlichen, kre.isförmigen Krone, wie in Fig. <B>3,</B> aus der Reihe Ablenkflächeii austritt. Sie muss viel mehr in Teile gespalten werden, welche freien Raum zum Mitreissen und zur Aspiration von Umgebungsluft lassen, wie in. Fig. 4 ange deutet. Hier teilen Scheidewände den Strahl in die Elemente 1-12, um die Einführung von Umgebungsluft zu bewirken.
Ein Beispiel, bei welchem eine Vorrichtung nach Fig. <B>3</B> mit einer solchen nach Fig. 4 und<B>5</B> kombiniert ist, zeigt Fig. <B>6.</B>
a' bezeichnet die Verbrennungskammer mit angeschlossener Expansionsröhre al. Ein Satz Aspiratoren <B>o</B> ist längs der Röhre a6 vorgesehen, um mit den Verbrennungsgasen zu mischendes Umgebungsmedium einzuführen. Die mit letzterem gemischten Verbrennungs gase treten ans der Röhre<B>6</B> aus und schlagen dann auf Schaufeln<B>b</B> nach Pelton-Typ auf. Letztere sind so gestaltet, dass eine Reihe von Strahlen entsteht, welcheLuft aus dem Raum<B>f</B> Mitreissen.
UM die im Umgebungsfluidum hervorge brachte Ansaugung zur Fortbewegung mit wirken zu lassen, ist auch bei diesem Bei spiel ein nach der Bewegungsrichtung des Apparates hin offener Trichter<B>d</B> mit der As- piratorreilie kombiniert, welcher die Richtung des Zuflusses des Umgebungsfluidums reguliert.
Auch bei diesem Beispiel können die Ein- lassöffnungen der Aspiratoren <B>c</B> durch einen Mit Schlitzen versehenen, durch einen Zahn kolben und ein Zahnstatigengetriebe <B>e3</B> betätig- baren Ringschieber e2 reguliert werden.
Die von den Schaufeln<B>b</B> kommenden Strablen der Verbrennungsgase und des an gesaugten Umgebungsmediums werden durch eine zweite Gruppe von Schaufeln z noch mals, und zwar parallel zu der sämtliche Ab- lenkflächen einschliessenden Röhreh, abgelenkt. Infolge des Mitreissens der Umgebungsluft aus dem Raume<B>f</B> und der Ablenkung der Strahlen durch die Schaufeln<B>3</B> wird im vordern Teil der Röhre eine Saugwirkung und in ihrem hintern Teil eine Kompression erzeugt, welche beide Faktoren die Vorwärtsbewegung des Apparates unterstützten.