DE1531753C

DE1531753C - Drive unit for vehicles or the like

Info

Publication number: DE1531753C
Authority: DE
Inventors: Der Anmelder Ist
Original assignee: Levy, Felix, Cagnes sur Mer (Frank reich)
Publication date: 1971-01-07

Description

Die Erfindung geht aus von einem Antriebsorgan für Fahrzeuge, z. B. Schiffe oder Flugzeuge od. dgl., bestehend aus einem Rotor, dessen Schaufeln in einem Mantel fest sind, und einem ebensolchen Stator, der in Strömungsrichtung nachgeordnet ist und eine ge-. gensinnig steigende Beschaufelung besitzt. Unter sonst gleichen Bedingungen wird mit dem Mantel die Übertragbarkeit einer größeren linearen und tangentialen (Drall) Beschleunigungsenergie auf das durchströmende Fluid erreicht, während die gegensinnige Beschaufelung im nachgeordneten Stator einen Teil der dem Fluid vom Rotor vermittelten Drallenergie in zusätzliche Vortriebskraft umwandelt. Dadurch werden sowohl die übertragbare Antriebsleistung wie auch der Vortriebswirkungsgrad vergrößert.The invention is based on a drive element for vehicles such. B. ships or planes or the like., consisting of a rotor, the blades of which are fixed in a jacket, and a stator of the same type, the is downstream in the flow direction and a ge. has genetically rising blading. Under otherwise the same conditions becomes with the coat the transferability of a larger linear and tangential (twist) acceleration energy is achieved on the flowing fluid, while the opposite Blading in the downstream stator part of the swirl energy imparted to the fluid by the rotor converted into additional propulsive power. This increases both the transferable drive power as well as increasing the propulsion efficiency.

Bei einem bekannten Antriebsorgan dieser Art sind Rotor und Stator als Propeller ausgeführt, die den Nachteil beträchtlicher Wirbelverluste und eines unzureichenden Rückgewinnes der Drallenergie im Stator als Vortriebskraft haben.In a known drive member of this type, the rotor and stator are designed as propellers, which Disadvantage of considerable eddy losses and insufficient recovery of the swirl energy in the Have a stator as a propulsive force.

Diesen Mangel zu vermeiden ist Aufgabe der Erfindung, welche vor allem dadurch gekennzeichnet ist, daß die Rotorschaufeln in an sich bekannter Weise als archimedische Spiralen mit in Durchlaufrichtung wachsender Steigung ausgeführt sind und daß ihre Austrittskanten auf dem Mantel eines gedachten Kegels mit Spitze nach hinten liegen, parallel dessen Mantel auch die Vorderkanten der Statorschaufeln liegen, welch letztere gleichfalls als archimedische Spiralen ausgeführt sind.Avoiding this deficiency is the object of the invention, which is primarily characterized by this is that the rotor blades in a known manner as Archimedean spirals with in the direction of flow increasing slope are executed and that their trailing edges are parallel to the mantle of an imaginary cone with a tip to the rear whose jacket also includes the leading edges of the stator blades, the latter also being Archimedean Spirals are executed.

Zwar ist eine Rotorschaufel als archimedische Spirale mit in Durchlaufrichtung wachsender Steigung zur Erzielung einer gleichmäßig wachsenden Beschleunigung gegenüber Wasser als Fluid und damit zur entsprechenden Verbesserung des Vortriebseffektes bekannt. Eine weitere Vortriebsverbesserung durch Nachschaltung eines ummantelten gegensinnig. steigenden Stators wäre aber nicht ohne weiteres möglich. Anders als bei Turbinen mit ihren vielen axial kurzen Schaufelringen großen Durchmessers ist der Strömungsübergang von den Hinterkanten der Rotorschaufeln des Erfindungsgegenstandes zu den Vorderkanten der Statorschaufeln schwer beherrschbar, weil sich hier der plötzliche Wechsel der Steigungsrichtung an den Schaufehl folgendermaßen auswirkt: Innerhalb eines beliebigen gedachten Radialschnittes hat das Fluid in Umfangsrichtung und wegen der Steigungszunahme längs der Spirale auch in Achsrichtung eine größere Geschwindigkeit als innen. Beim Abströmen von radialen Hinterkanten der Rotorschaufeln würden sich Stromfäden unterschiedlicher Geschwindigkeit vereinigen, was erhebliche Wirbelverluste zur Folge hätte, wenn man beide Schaufelgruppen in einer gedachten Radialebene aneinanderstoßen ließe, wie bei Turbinen. Auch würden dann die rascheren peripheren Strömungsabschnitte einen für sie zu kurzen und die längsameren inneren Strömungsabschnitte einen für sie unwirtschaftlich langen Weg (Reibungsverluste) durch die Statorschaufeln vorfinden. Dank der erfindungsgemäßen Ausbildung des Überganges zwischen Rotor- und Statorschaufeln sind dort nirgends Strömungsfäden von stark unterschiedlicher Geschwindigkeit und Richtung einander benachbart und den äußeren schnelleren Teilen des Fluids steht ein entsprechend größerer Drallweg im Stator zur Verfügung als den inneren, weniger schnellen Strömungsfäden.It is true that a rotor blade is an Archimedean spiral with a gradient that increases in the direction of passage to achieve a steadily increasing acceleration in relation to water as a fluid and thus known for the corresponding improvement of the propulsion effect. Another improvement in advance by connecting a jacketed in opposite directions. but increasing stator would not be easy possible. In contrast to turbines with their many axially short, large-diameter blade rings is the flow transition from the trailing edges of the rotor blades of the subject of the invention to the The leading edges of the stator blades are difficult to control because this is where the sudden change in the direction of incline occurs affects the Schaufehl as follows: Within any imaginary radial section has the fluid in the circumferential direction and, because of the increase in pitch along the spiral, also in Axis direction has a greater speed than inside. When flowing away from the radial trailing edges of the Rotor blades would unite flow filaments of different speeds, which is significant Vortex losses would result if both blade groups collide in an imaginary radial plane like with turbines. The more rapid peripheral flow sections would then also be used one too short for them and the longer inner flow sections uneconomical for them long way (friction losses) through the stator blades find. Thanks to the inventive design of the transition between rotor and Nowhere are stator blades flow threads of greatly different speed and flow Direction adjacent to each other and the outer faster parts of the fluid is a corresponding larger twist path available in the stator than the inner, less fast flow threads.

In Weiterbildung der Erfindung wird auch eintrittsseitig die Strömungsanpassung verbessert, indem die Vorderkanten der Rotorschaufeln aus dem Rotormantel in einen Einlaßstutzen ragen.In a further development of the invention, there is also an inlet side the flow adjustment is improved by removing the leading edges of the rotor blades from the rotor shell protrude into an inlet port.

Noch gleichmäßigere Beschleunigungsübergänge werden in Fortbildung der Erfindung erreicht durch die Anwendung eines im Radialschnitt konkaven Verlaufes der Rotorschaufeln.Even more uniform acceleration transitions are achieved in a further development of the invention the use of a concave profile in the radial section of the rotor blades.

Eine weitere Herabsetzung der Wirbelverluste . schließlich ist in Fortbildung der Erfindung zu erreichen mit einem an sich bekannten ringzylindrischen Spalt zwischen dem Mantel des Rotors und einem diesen umgebenden und seine Lagerung aufnehmenden ortsfesten Mantelrohr, wobei dieser Spalt seine Durchströmung bzw. eine Umgehung des Rotors zuläßt.A further reduction in eddy losses. Finally, the invention can be achieved in further training with a known annular cylindrical gap between the shell of the rotor and a stationary jacket tube surrounding this and receiving its mounting, this gap allows its flow through or bypassing the rotor.

Die Erfindung möge an Hand des in F i g. 1 im Axialschnitt und F i g. 2 im Radialschnitt durch den Rotorbereich schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels weiter erläutert werden. The invention should be based on the in F i g. 1 in axial section and FIG. 2 in radial section through the Rotor area schematically illustrated embodiment will be further explained.

Der Rotor 1 ist auf der Welle 2 gelagert, und zwar vorn, hinter dem Antriebsflansch 3, in der Büchse 4 eines einlaufseitigen Schutzkorbes, der in das am Schiffsrumpf 7 feste Mantelrohr 6 übergeht, worin hinten die Statorschaufeln 10 sitzen, welche innen die.The rotor 1 is mounted on the shaft 2, namely at the front, behind the drive flange 3, in the sleeve 4 an inlet-side protective cage which merges into the jacket tube 6 fixed to the ship's hull 7, in which behind the stator blades 10 sit, which inside the.

andere, als Leitkörper 5 verkleidete Lagerbüchse für die Rotorwelle 2 tragen.other, as a guide body 5 disguised bearing bush for the rotor shaft 2 wear.

Der Rotor 1, dessen Schaufeln als archimedische Spiralen mit in Durchlaufrichtung wachsender Steigung ausgeführt sind, ragt mit seinem Vorderende 11 in einen hier vom Druckgehäuse 6 gebildeten Einlaßstutzen 13, während er mit seinen Austrittskanten 9 auf dem Mantel eines gedachten Kegels mit Spitze nach hinten liegt, parallel zu dessen Mantel auch die Vorderkanten der Statorschaufeln 10 liegen, welch letztere gleichfalls als archimedische Spiralen ausgeführt sind.The rotor 1, the blades of which are Archimedean spirals with a gradient that increases in the direction of passage are executed, protrudes with its front end 11 in an inlet port formed here by the pressure housing 6 13, while with its trailing edge 9 on the mantle of an imaginary cone with Point to the rear, parallel to the jacket of which the front edges of the stator blades 10 also lie, which latter are also designed as Archimedean spirals.

Die Schaufeln des Rotors 1 sind im Radialschnitt (F i g. 2) konkav.
Mit 8 ist ein ringzylindrischer Spalt zwischen dem Mantel 12 des Rotors 1 und einem diesen umgebenden, seine Lagerung 4_Λ 5 aufnehmenden ortsfesten Mantelrohr 6 angegeben, wobei dieser Spalt 8 seine Durchströmung bzw. eine Umgehung des Rotors 1 zuläßt.The blades of the rotor 1 are concave in the radial section (FIG. 2).
With 8 an annular cylindrical gap is indicated between the jacket 12 of the rotor 1 and a surrounding, its bearing 4 _Λ 5 receiving stationary jacket tube 6, this gap 8 allows its flow or a bypassing of the rotor 1.

Dieses Antriebsorgan kann auch ortsfest, etwa als^This drive member can also be stationary, for example as a ^

Gebläse, verwendet werden.Blower, may be used.

Claims

Patent claims:

1. Drive unit for vehicles, e.g. B _; Ships or aircraft or the like, consisting of a rotor, the blades of which are fixed in a jacket, and a stator of the same type, which is arranged downstream in the direction of flow and which has blades rising in the opposite direction, characterized in that 'the rotor blades (1) in In a manner known per se, they are designed as Archimedean spirals with a rising gradient in the direction of passage and that their trailing edges lie on the mantle of an imaginary cone with a point to the rear, the mantle of which is also the leading edge of the stator blades (10), the latter also being Archimedean spirals are executed.

2, drive member according to claim 1, characterized

characterized in that the leading edges (11) of the rotor blades (1) from the rotor casing (12) in an inlet port (13) protrude.

3. Drive member according to claim 1 or 2, characterized by the use of an im Radial section (Fig. 2) concave course of the rotor blades (1).

4. Drive organ after one or more

of the preceding claims, characterized by an annular cylindrical one known per se Gap (8) between the jacket (12) of the rotor (1) and a surrounding one and his Storage (4,5) receiving stationary jacket tube (6), this gap (8) its flow through or bypassing the rotor (1) allows

1 sheet of drawings