DE2546012A1

DE2546012A1 - Vortriebsvorrichtung zum beschleunigen eines stroemenden mediums

Info

Publication number: DE2546012A1
Application number: DE19752546012
Authority: DE
Inventors: Franklin Roy Hillis
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1974-10-17
Filing date: 1975-10-14
Publication date: 1976-04-22
Also published as: CA1026995A; SE7511605L; DK466475A; BR7506817A; JPS5176604A; JPS5627719B2; IN145546B; NO753428L; ES441894A1; GB1513921A

Description

Anmelder: Franklin Roy Hillis, 2067 Cedar Hill Cross Road, Victoria, B.C., Kanada V8P 2R5

Vortriebsvorrichtung zum Beschleunigen eines strömenden Mediums

Die Erfindung bezieht sich auf eine Vortriebs- oder Treibvorrichtung zum Beschleunigen eines strömenden Mediums, insbesondere zur Verwendung als Pumpe zum Pumpen von Medien, zum Vorwärtstreiben oder Trennen von im Medium enthaltenen Feststoffen oder zum Vorwärtstreiben der Vorrichtung durch ein Medium.

Der Begriff "Medium" bezieht sich auf Flüssigkeiten, Gase oder Flüssigkeits-Gas-Gemische. Es sind zahlreiche Arten solcher Vortriebs- oder Treibvorrichtungen bekannt. Einige verwenden ein motorgetriebenes rotierendes Bauteil, das im Medium, d.h. im Gas oder in der Flüssigkeit rotiert, beispielsweise ein

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gewöhnlicher Propeller oder eine Schraube, wie sie bei der Luftfahrt oder bei Schiffen verwendet werden, oder ein Flügelrad, wie es bei Zentrifugal- oder FlUgelradpumpen zu finden ist. Einige dieser herkömmlichen Pumpen sind relativ unwirksam und wenn sie zum Pumpen eines Mediums verwendet werden, das relativ brüchige Feststoffe enthält, kann das rotierende Bauteil die Feststoffe zerstören. Viele solcher Pumpen können nicht zum Trennen bzw. Absondern der in den Medien, d.h. Flüssigkeiten oder Gasen mitgeführten Feststoffe verwendet werden.

Einige der genannten Nachteile können durch Düsen- oder Strahlpumpen, wie Druckstrahlpumpen, Saugstrahlpumpen,'und dergleichen Pumpen ausgeschaltet werden. Bei solchen Pumpen dient eine gewöhnliche Flüssigkeitspumpe als primäre Vorrichtung, um innerhalb eines die Hauptflüssigkeit enthaltenden Kanals einen Zentralstrahl zu erzeugen, der den Durchfluss durch den Kanal beschleunigt.

Bei vielen der Strahlpumpen übersteigt die durch die primäre Pumpe beim Pumpen des Arbeitsmediums verbrauchte Energie sehr wesentlich die Energie, die erforderlich wäre, um das Hauptmedium durch Verwendung lediglich einer herkömmlichen Flügel- oder Umlaufpumpe zu pumpen. Aus dem genannten Grund sind die Düsen- oder Strahlpumpen im allgemeinen relativ leistungsschwach und daher unwirtschaftlich und sie werden demzufolge gewöhnlich nur dort verwendet, wo die normale Rotationspumpe nicht praktisch ist, beispielsweise beim Befördern brüchiger Feststoffe, die im Hauptstrom vorhanden sind.

Die relative Leistungsschwäche der herkömmlichen Düsen- oder Strahlpumpen wird von der Fachwelt auf zwei Hauptfaktoren zurückgeführt. Erstens besteht während des Mischens eine verhältnismässig grosse Geschwindigkeitsdifferenz zwischen den Arbeite- und Hauptmedien, wodurch Wirbelbildung und damit übermässige Energieverluste auftreten. Zweitens senkt eine angren-

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zend an die Kanalwand gebildete viskose Grenzschicht die Leistung und den Wirkungsgrad der Vorrichtung, indem der Durchsatz verringert wird.

Es ist Aufgabe der Erfindung, eine Vortriebsvorrichtung für strömende Medien zu schaffen, die als Düsen- oder Strahlpumpe zum Vorwärtstreiben von Flüssigkeiten, Gasen oder Gas-Flüssigkeitsgemischen, zum Vorwärtstreiben oder Trennen von in den Medien enthaltenen Feststoffen oder zum Vortrieb von Schiffen verwendet werden kann, die leistungsfähiger und damit wirtschaftlicher ist als die bekannten Vorrichtungen und bei der die nachteiligen Erscheinungen von Grenzschichten und Verwirbelung weitgehend verringert sind.

Diese Aufgabe wird durch eine Vortriebsvorrichtung gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, dass in einem Hauptkörper ein von einem Mantel umgebener Hauptkanal mit einer Mittelachse vorgesehen ist und im Mantel primäre und sekundäre Strahldüsen für ein unter Druck stehendes Arbeitsmedium angeordnet sind, wobei die primäre Strahldüse umlaufend um einen Abschnitt des Hauptkanals, im wesentlichen innerhalb einer primären senkrecht zur Kanalachse stehenden Ebene verläuft und so ausgelegt, dass sie stromabwärts in den Hauptkanal einen primären konischen Sprühstrahl des Arbeitsmediums richtet, der anfänglich gegen die mittige Kanalachse in einem Konus-Haibwinkel von zwischen 15° und ^5° geneigt ist, derart, dass er nach innen konvergierend im wesentlichen gegen einen theoretischen Scheitel des Strahlenkonus angrenzend an die Kanalachse verläuft, während die sekundäre Strahldüse sich umlaufend um einen Abschnitt des Hauptkanals im wesentlichen innerhalb einer zweiten Ebene erstreckt, die ebenfalls senkrecht zur Kanalachse liegt und diese Düse so ausgelegt ist, dass sie stromabwärts in den Hauptkanal einen zweiten konischen Sprühstrahl des Arbeitsmediuras richtet und ferner stromabwärts im Abstand von der primären Strahldüse angeordnet ist, derart, dass der Mittelpunkt der sekundären Ebene im wesentlichen an den theoretischen Konusscheitel des ersten Sprühstrahls angrenzt, und dass die sekundäre Düse so

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ausgelegt ist, dass sie den sekundären konischen Sprühstrahl gegen die Kanalwand in einem verhältnismässig flachen Winkel neigt.

Eine zweite Ausführungsform der erfindungsgemässen Vorrichtung weist ferner einen Innenkörper auf, der im Hauptkanal im Abstand von dessen Innenwand eingesetzt wird, derart, dass zwischen Aussenmantel des Innenkörpers und Innenwand des Hauptkanals ein Ringkanal gebildet ist. In diesen Innenkörper gelangt ebenfalls Arbeitsmedium unter Druck und er ist mit einer inneren primären Strahldüse und einer äusseren sekundären Strahldüse versehen, die beide umlaufend um Bereiche des Irnenkörpers angeordnet sind. Die innere primäre Strahldüse ist im wesentlichen innerhalb der primären Ebene angeordnet und so ausgelegt, dass sie stromabwärts in den ringförmigen Kanal einen inneren primären konischen Sprühstrahl des Arbeitsmediums richtet. Dieser Sprühstrahl ist zunächst gegen die Mittelachse des Kanals in einem Winkel geneigt, der im wesentlichen gleich ist dem Winkel der primären Strahldüse des Hauptkanals, so dass er zunächst gegen einen theoretischen Schnittpunkt mit dem konischen Sprühstrahl der primären Strahldüse des Hauptkanals konvergiert. Der theoretische Schnittpunkt liegt annähernd in einer Mittelstellung des ringförmigen Kanals. Die innere sekundäre Strahldüse ist stromabwärts von der inneren primären Strahldüse im wesentlichen innerhalb der sekundären Ebene angeordnet und so ausgelegt, dass sie stromabwärts in den ringförmigen Ringkanal einen inneren konischen Sprühstrahl des Arbeitsmediums richtet. Dieser Sprühstrahl ist gegen die Seitenwand des Innenkörpers in einem relativ flachen Winkel geneigt, der im wesentlichen gleich ist dem Winkel des sekundären Sprühstrahls des Hauptkanals.

Die Erfindung wird anhand einiger in den Zeichnungen dargestellten Ausführungsbeispiele näher erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine vereinfachte Längsschnittansicht an einer Mittelachse einer AusfÜhrungsform der erfindungsgemässen

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Vortriebsvorrichtung;

Pig. 2 eine vereinfachte Endansicht der Vorrichtung gemäss Fig. 1;

Fig. 5 eine vereinfachte Draufsicht auf ein Teilstück der Vorrichtung gemäss Fig. 1;

Fig. 4 eine vergrösserte Einzelansicht im Schnitt, die an eine Strahldüse der Vorrichtung gemäss Fig. 1 angren— zende Bauteile zeigt.

Fig. 5 eine vereinfachte Längsschnittansicht an einer Mittelachse einer abgeänderten Ausführungsform der Vortriebsvorrichtung, die insbesondere zum Vorwärtsbewegen von Schiffen dient;

Fig. 6 eine vereinfachte Schnittansicht entlang der Linie 6-6 in Fig. 5* wobei einige Teile weggelassen sind;

Fig. 7 eine vereinfachte Schnittansicht eines Teiles einer weiteren Ausführungsform, die abgeänderte Strahldüsen ve rans chauli cht;

Fig. 8 eine vereinfachte Schnittansicht eines Teilstückes, entlang der Linie 8-8 in Fig. 7I und

Fig. 9 eine perspektivische Ansicht einer einzelnen als Ausströmdüse ausgeführte Düsenform.

Eine Vortriebsvorrichtung 10 (Fig. 1) besteht aus einem Hauptkörper 12 mit einem durch eine Seitenwand oder Mantel 19 begrenzten Hauptkanal IJ>. Diese Vorrichtung dient als Pumpe zum Beschleunigen des Flusses eines Hauptmediums, wie Luft oder Wasser, das in Richtung des Pfeiles 11 durch den Kanal fliesst. Eine Verteileranordnung 14 ist umlaufend um den Kanal angeordnet und wird mit einem unter Druck stehenden Arbeitsmedium durch eine Einlassleitung 15 versorgt. Das Arbeitsmedium kann Luft oder Wasser sein, das durch eine primäre Pumpe (nicht dargestellt) unter Druck gesetzt wird. Der Kanal besteht aus eng im Abstand angeordneten, stromaufwärts, mittig und stromabwärts liegenden Teilstücken 16, 17 und 18, die jeweils entsprechende

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Durchlässe 20, 21 und 22 umschliessen. Die Durchlässe fluchten, sind symmetrisch um eine Längsmittelachse 24 des Kanals angeordnet und haben im wesentlichen gleiche Querschnitte, so dass der Kanal über seine gesamte Länge einen im wesentlichen konstanten Querschnittsbereich aufweist. Angrenzend an das entsprechende stromaufwärts sowie stromabwärts liegende Teilstück des Kanalmantels ist jeweils ein Rohrleitungsstück: 27 bzw. 28 befestigt. Diese Rohrleitungen kommunizieren mit dem Kanal, wobei das stromaufwärts liegende Leitungsstück: 27 in das zu beschleunigende Hauptmedium eingetaucht ist oder mit diesem versorgt wird und daher als Einlassbereich dient.

Die stromabwärts gerichtete Kante 31 des stromaufwärts liegenden Teilstückes 16 ist im Abstand von der stromaufwärts liegenden Kante 32 des Mittelstückes 17 des Mantels angeordnet. Der dadurch gebildete axiale Abstand 35 wird parallel zur Längsraittelachse 24 des Kanals gemessen und begrenzt eine primäre Strahldüse 37. Diese erstreckt sich am Umfang um einen Abschnitt des Hauptkanals, im wesentlichen innerhalb einer primären diametralen Ebene 38 (gestrichelt gezeichnet), die senkrecht zur Längsmittelachse verläuft. Auf diese Weise wird eine im wesentlichen kontinuierliche oder durchgehende Strahldüse oder umlaufende Ausströmöffnung gebildet. Die Strahldüse 37 kommuniziert mit dem Verteiler 14 und erhält von diesem Arbeitsmedium unter Druck. Die einander gegenüberliegenden Kanten 3I und 32 begrenzen die Strahldüse und sind so abgeschrägt, dass sie stromabwärts in den Hauptkanal einen primären konischen Sprühstrahl 40 des Arbeitsmediums richten. Die Kanten 3I und 32 sind dabei so geformt, dass der Strahl zunächst konvergierend gegen die Längsmittelachse 24 verläuft und diese an einem theoretischen Scheitelpunkt 42 trifft. Der Konus schliesst einen Konushalbwinkel 44 ein, der im dargestellten Ausführungsbeispiel etwa 26° beträgt. Die Strahldüse kann aber auch so ausgelegt sein, dass dieser Halbwinkel

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kleiner oder grosser, nämlich zwischen etwa 15° und 45°, ist. Der Sprühstrahl 4o, der durch die Mittellinien dargestellt ist, ist demnach zunächst gegen die Seitenwand oder den Mantel 19 und die Längsmittelachse 24 im Winkel 44 geneigt. Dies ist allerdings ein theoretischer Zustand, der nui?äann auftritt, wenn im Kanal 1J> kein Hauptmedium vorhanden ist. Die Lage des Scheitelpunktes 42 ist theoretisch durch Mittellinien diametral entgegengesetzter Teile der ersten Strahldüse 57 bestimmt, die einander an der Längsmittelachse 24 schneiden. Dieser theoretische Schnittpunkt des SprUhstrahles wird bei normalen Arbeitsbedingungen nicht erreicht. Wenn nämlich eine Strahlpumpe arbeitet, beeinflusst das durch die Strahldüse JiJ eintretende Arbeitsmedium den Fluss des Hauptmediums im Kanal I3 in Richtung des Pfeiles 11, der seinerseits das Sprühbild verändert, so dass dieses eine allgemeine Form annimmt, die etwa so aussieht, wie es durch die gestrichelten Linien 48 gezeigt ist. Der theoretische Schnittpunkt bei Verwendung von Wasser als Arbeitsmedium wird wahrscheinlich annähernd dann erreicht, wenn im Kanal relativ ruhige Luft vorhanden ist. Die Strahldüse 37 wird näher anhand der Fig. 4 beschrieben.

Die stromaufwärts gerichtete Kante 51 des stromabwärts liegenden Teilstückes 18 des Mantels I9 und die angrenzende stromabwärts gerichtete Kante 52 des Mittelstückes I7 des Mantels 19 sind ebenfalls durch einen axialen Abstand 54 voneinander getrennt, der eine sekundäre Strahldüse 55 begrenzt. Diese Strahldüse 55 verläuft am Umfang um einen Abschnitt des Hauptkanals, im wesentlichen innerhalb einer sekundären diametralen Ebene 57 (gestrichelt gezeichnet). Auch diese Ebene steht senkrecht zur Längsmittelachse 24 und ist stromabwärts im Abstand von der ersten Ebene 38 angeordnet der den in Längsrichtung verlaufenden Düsenabstand 59 bestimmt. Der Winkel 44 und der Düsenabstand 59 sind so gewählt, dass ohne Durchfluss des Hauptmediums innerhalb des Kanals I3 der theoretische

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Scheitelpunkt 42 des konischen Sprühstrahls 40 im allgemeinen angrenzend an einen Mittelpunkt der zweiten Ebene 57 liegt. Die sekundäre Strahldüse 55 kommuniziert auch mit dem Verteiler 14 und erhält von diesem Arbeitsmedium unter Druck. Die einander gegenüberstehenden Kanten 51 und 52, die die Strahldüse 55 begrenzen, sind abgeschrägt und richten folglich einen sekundären konischen Sprühstrahl 60 des Arbeitsmediums stromabwärts in den Hauptkanal. Die Kanten 51 und 52 sind so geformt, dass ohne Stromfluss im Hauptkanal der Konushalbwinkel des sekundären konischen Sprühstrahls 60 etwa 7 beträgt. Der tatsächliche Scheitelpunkt des Konus ist nicht gezeigt. Geometrisch gesehen entspricht der Winkel 61 des gegen den Mantel des Kanals geneigten Sprühstrahls dem Konushalbwinkel und im Betrieb verändert der Durchfluss des durch den Kanal I^ strömenden Arbeitsmediums den sekundären Sprühstrahl 60, so dass dieser im allgemeinen so verläuft, wie durch die gestrichelte Linie 64 gezeichnet ist.

Der Winkel 61 ist so gewählt, dass der sekundäre konische Sprühstrahl dazu beiträgt, die unerwünschten Grenzschichteffekte, die stromabwärts vom primären Sprühstrahl auftreten, zu verringern. Er kann nahezu parallel zur Innenwand des Mantels verlaufen. Ein praktischer Bereich des Winkels 61 liegt zwischen j5° und 10°. Bei einigen Anwendungsarten kann dieser Bereich auch ausgedehnt werden.

Die Verteileranordnung 14 besteht aus einem Innengehäuse 68 und einem Aussengehäuse 69. Das Innengehäuse 68 ist um den Hauptkörper 12 bzw. dessen Mantel I9 gelegt und ist an diesem durch im Abstand angeordnete Ringverbindungsstücke 72 bzw. befestigt. Das Aussengehäuse 69 umgibt einen Mittelabschnitt des Innengehäuses 68, und begrenzt einen ersten Ringverteiler 74. Dieser Ringverteiler 74 weist eine Innenwand 76 mit einer Vielzahl von Löchern 78 auf. Ein zweiter Verteiler 80 wird begrenzt vom Innengehäuse 68, einem Teil des Mantels I9 des

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Hauptkörpers 12 und Teilen der RingverbindungsstUcke 72 und

73. Dieser zweite Verteiler 80 kommuniziert unmittelbar mit den primären und sekundären Strahldüsen 37 und 55 und durch die Löcher 78 in der Innenwand 76 mit dem ersten Verteiler

74. Zwischen dem Innengehäuse 68 und dem Mittelstück I7 sind mehrere radial angeordnete Stützen 82 vorgesehen, um dieses Mittelstück 17 konzentrisch und ausgerichtet mit den stromaufwärts und stromabwärts liegenden Teilstücken 16 bzw. 17 des Mantels I9 zu halten.

Die Einlassleitung I5 ist im wesentlichen tangential mit der Verteileranordnung 14 verbunden (Pig. 2 und 3) und weist eine Mittelachse 84 auf, die in Bezug auf die Längsmittelachse 24 des Kanals I3 in einem Winkel 86 geneigt ist. Auf diese Weise tritt das in die Verteileranordnung 14 fliessende Arbeitsmedium im wesentlichen tangential ein und ist ebenfalls in Bezug auf die Längsmittelachse 24 geneigt, und zwar in einem Steigungswinkel, der dem Winkel 86 annähernd gleich ist. So wird innerhalb des ersten Verteilers 74 eine teilweise spiralige Strömung erzeugt, von der angenommen wird, dass sie die anfängliche Wirbelbildung verringert und so die Leistungsfähigkeit und den Vortriebswirkungsgrad erhöht. Die Löcher 78 im Innengehäuse 68 verändern die Strömungsrichtung des Arbeitsmediums und bewirken einen im wesentlichen radialen Fluss, so dass das in den zweiten Verteiler 80 eintretende Arbeitsmedium im wesentlichen nicht spiralig fliesst, sondern annähernd längs durch die ersten und zweiten Strahldüsen strömt. Es kann jedoch ein flacher spiraliger Fluss durch die Düsen erreicht werden, was in einigen Fällen erwünscht ist.

Mehrere kurze Rohre 87 stehen von den Ringverbindungsstücken 72 und 73 ab. Für diese Rohre sind Steckdorne (nicht darge— stellt) vorgesehen, um das Drehen der Verbindungsstücke in

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Bezug auf die Verteil er anordnung 14 zu erleichtern und dabei die Grosse der Düsen zu variieren, wie noch anhand der Pig. 4 näher erläutert wird. Das Ringverbindungsstück 72 besteht aus einem Paar gleichen oder gleichartigen halbrunden Klemmen 88 und 89 (Fig. 2), wobei jede Klammer etwa l80° des Hauptkörpers umschliesst, Die aneinander stossenden Enden der Klemmen sind durch Schrauben und Muttern 90 und 91 miteinander fest verbunden, wodurch das Verbindungsstück nach Wunsch verstellt werden kann. Die Abmessungen der Strahldüsen, d.h. der Abstand 35 bzw. 54, bestimmen teilweise den Fluss des Arbeitsmediums durch die Düsen. Dieser Fluss wird so eingestellt, dass eine gewünschte Strömung des Hauptmediums im Kanal I3 erreicht wird. Der Abstand 35 wird mit Hilfe des Ringverbindungsstückes 72 eingestellt und unabhängig davon wird der Abstand 54 durch Verstellen des RingverbindungsStückes 73 variiert. Der maximale Querschnittsbereich der Strahldüsen zusammen ist kleiner als der Querschnittsbereich der Einlassleitung 15i um sicherzustellen, dass ein entsprechender Fluss des Arbeitsmediums die Düsen erreicht.

Die halbrunde Klemme 89 weist eine nach innen schräg verlaufende im Schnitt "V"-förmig-e Ausnehmung mit Innenflächen 93 und eine an der "V"-Spitze einen Spielraum schaffend Nut 94 auf. Das Ringverbindungsstück 72 ist mit im Schnitt "L"-formigen Ringen 95 und 96 versehen, die mit den halbrunden Klemmen 88 und 89 zusammenwirken. Der Ring 95 ist am stromaufwärts liegenden Teilstück 16 des Mantels I9 befestigt und weist eine Teilkonus-Stirnfläche 97 auf, die im wesentlichen eine Innenfläche 93 der "V"-Ausnehmung in der Klemme 89 ergänzt. Der Ring 95 ist ferner mit einer umlaufenden Lagerflache 98 versehen, in der eine Ringnut 99 ausgespart ist, in der ein 0-Ring 100 eingesetzt ist. Dieser 0-Ring berührt dichtend eine Innenfläche des Gehäuses 68, um ein Lecken von Arbeitsmedium zwischen dem Gehäuse und dem Ring zu verhindern. Der äussere, im Schnitt L-förmige Ring 96 weist ebenfalls eine Teilkonus-Stirnfläche 103 auf, die die zweite Innenfläche der ¹¹V"-Nut

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in der Klemme 89 ergänzt. An der dem Innengehäuse 68 zugekehrten Ringfläche ist der äussere Ring 96 mit einem Innengewinde 106 versehen, das auf ein Aussengewinde am stromaufwärts liegenden Ende des Innengehäuses aufschraubbar ist. Auf diese Weise berühren Innenflächen 95 der "V"-Nut in der Klemme 89 und eine ähnliche ¹¹V¹¹-Nut in der Klemme 88 die Teilkonus-Stirnflächen des inneren und des äusseren, im Schnitt L-förmigen Ringes und drücken die beiden Ringe gegeneinander, um zwischen diesen eine starre Verbindung zu schaffen.

Zum Einstellen des Abstandes 35 der ersten Strahldüse werden die Klemmen 88 und 89 teilweise gelöst, indem die Muttern und Schrauben 90 und 9I (Pig· 2 und 3) gelockert werden. Der Steckstift oder Steckdorn (nicht dargestellt) wird dann in eines der Rohre 87 gesteckt, derart, dass der äussere Ring 96 in Bezug auf das Innengehäuse 68 gedreht werden kann. Eine solche Drehung bewirkt eine relative Längsbewegung zwischen dem Gehäuse 68 und dem inneren Ring 95* der unmittelbar mit dem stromaufwärts liegenden Teilstück I9 des Mantels verbunden ist. Die radialen Stützen 82 verbinden das Gehäuse 68 mit dem Mittelstück 17* des Mantels 19* wodurch die Drehung den Abstand 35 zwischen dem Mittelstück 17 und dem stromaufwärts liegenden Teilstück 16 des Mantels I9 variiert und die Breite der Strahldüse verändert wird. Die Muttern und Schrauben 90 und 91 werden dann wieder angezogen, um das Ringverbindungsstück 72 zu sperren und festzulegen. Die Grosse der sekundären Strahldüse kann in ähnlicher Weise eingestellt werden. Polglich sind die einzelnen Teilstücke des Kanals so miteinander verbunden, dass zwischen ihnen eine axiale Bewegung möglich ist, um die Düsenabmessungen zu variieren.

Die stromabwärts gerichtete Kante 3I des Teilstückes 16 des Mantels I9 des Kanals I3 ist abgeschrägt, so dass sie in Bezug auf die Längsmittelachse 24 des Kanals in einem Winkel 108, von etwa 24° angeordnet werden kann. Die stromaufwärts

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gerichtete Kante J>2 des Mittelstückes 17 des Mantels 19 ist in ähnlicher Weise abgeschrägt und zur Längsmittelachse 24 in einem Winkel 110, von etwa 28°, geneigt. Auf diese Weise bilden die abgeschrägten Kanten der Teilstücke des Mantels Konusteile bei denen die Winkel 108 und 110 Konushalbwinkel begrenzen. Der Konuswinkel ist so gewählt, dass die stromabwärts gerichtete Kante zur Langsmittelachse 24 in einem steileren Winkel geneigt ist als die stromaufwärts gerichtete Kante. Auf diese Weise nimmt der Abstand zwischen benachbarten Kanten gegen den Kanal zu ab, wodurch eine konvergierende Düse gebildet wird, deren Konvergenzwinkel etwa 4 beträgt. Der Sprühstrahl hat eine theoretische Mittellinie 40 (Fig. 4), die zum Mantel 19 in einem Winkel 44 geneigt ist, der einen Nennwert von etwa 26 aufweist. Infolgedessen ist der Abstand am Düsenausgang angrenzend an die Wand des Mantels 19 des Kanals am kleinsten. Dieser Minimalabstand am Düsenausgang kann zwischen etwa 0,254 mm und 2,54 mm betragen, und zwar abhängig von den Erfordernissen der Strömung. Für einen

gegebenen Verteilerdruck, der zwischen 3,50 kg/cm und 10,50 kg/cnr (50-I50 psi) liegen kann, wird bei ansteigendem Düsenabstand der Fluss durch die Düsen erhöht und der Druck im Verteiler gesenkt. Der Verteilerdruck wird eingestellt, um einen entsprechenden Durchsatz des Hauptmediums im Kanal zu erzielen.

Eine Ausführungsform einer erfindungsgemässen Vortriebsvorrichtung weist einen Hauptkanal mit einem Durchmesser von 25*4o cm auf. Die Winkelgrössen entsprechen den oben angegebenen Maßen. Die Düsenspalte betragen sowohl für die primären als auch für sekundären Düsen 1,27 nun. Der Verteil-erdruek be-

trägt 6,50 kg/cm . Eine Wassersäule von J>,66 m Höhe wurde oberhalb eines Wasserspiegels gehalten. Das Arbeitsmedium war Wasser, das von einer herkömmlichen durch einen ;50 PS-Motor getriebenen Zentrifugalpumpe zugeführt wurde.

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Für normale Verteilderdrucke bis zu 10,50 kg/cm wird ein Kanal mit einem maximalen Durchmesser von etwa 30,48 cm vorgesehen. Wenn der Kanaldurchmesser sehr viel grosser ist als 50,48 cm besteht die Gefahr, dass der primäre Sprühstrahl in den Fluss des Hauptmediums nicht ausreichend eindringt, um genügend Energie zwischen den Medien zu übertragen. Wenn daher ein grösserer Massenfluss durch den Hauptkanal gewünscht wird, ist eine abgeänderte Ausführungsform der erfindungsgemässen Antriebsvorrichtung vorzuziehen. Eine solche ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt.

Der Längsabstand 59 zwischen den Strahldüsen ist ziemlich kritisch und soll so gewählt werden, dass die sekundäre Ebene 57 annähernd an den theoretischen Scheitelpunkt des primären konischen Sprühstrahls angrenzt. Es wird bemerkt, dass dann, wenn der Winkel 44 annähernd 26° beträgt (wie gezeigt), der Längsabstand 59 zwischen den Düsen/wesentlichen gleich ist dem Kanaldurchmesser. Diese Angaben sind Näherungswerte und eine optimale Anordnung kann durch Experiment gefunden werden. Die Leistungsfähigkeit der Vorrichtung ist auf die Arbeit der sekundären Strahldüse zurückzuführen, die unerwünschte, stromabwärts von der primären Strahldüse gebildete Grenzschichteffekte verringert. Die sekundäre Strahldüse ist in einem flachen Winkel 61 geneigt, um den Fluss des Hauptmediums angrenzend an die Wand des Mantels 19 stromabwärts von der sekundären Strahldüse zu beschleunigen, der normalerweise aufgrund der Grenzschichteffekte wesentlich langsamer ist als der Hauptstromfluss. Die sekundäre Strahldüse verringert demnach offensichtlich die unerwünschten Grenzschichteffekte und kann Wirbelbildung entgegenwirken, um den Durchsatz durch den Kanal zu erhöhen. Es ist wichtig, dass die sekundäre Strahldüse so geneigt ist, dass sie nahezu parallel, d.h. im wesentlichen p-arallel zur Wand des Mantels des Kanals verläuft und nicht weit in den Hauptfluss spritzt. Andernfalls wird die Wirkung dieser sekundären Strahldüse stark gemindert.

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Die obengenannten Drucke und Abmessungen betreffen Vorrichtungen, die Wasser als Arbeits- und Hauptmedium verwenden. Dies trifft beispielsweise zu beim Wasserpumpen mit Wasser, beim Transportieren von Pestkörpern, beispielsweise Fischen, aufgehängt in Wasser, und da wo PlUssigkeitspumpen vorhanden sind, um das Arbeitsmedium unter Druck zu setzen. Andererseits kann ein Gas, wie beispielsweise Luft, als Arbeitsmedium verwendet werden. In diesem Fall jedoch, wenn ein Gas zum Pumpen einer Flüssigkeit als Hauptmediem dient, werden üblicherweise höhere Verteilerdrucke für das Gas benötigt. Ferner kann sowohl das Hauptmedium als auch das Arbeitsmedium Gas oder Gase sein und die Vorrichtung kann dann als Ventilator zum Absaugen von Luft oder von Luft mit darin suspendierten Feststoffen, beispielsweise bei Entstaubung, benutzt werden. Wenn eine Flüssigkeit als Arbeitsmedium zum Pumpen von Luft verwendet wird, beispielsweise Wasser in einem Abgaskanal, können Partikel aus dem Abgas mit der Flüssigkeit abgesondert werden. Infolgedessen kann die Vorrichtung als Gasreiniger oder Gaswäscher dienen. Andere Kombinationen der Arbeits- und Hauptflussmedien können für weitere Anwendungsgebiete ausgelegt werden.

Alternativen und Äquivalente sind in den Fig. 5 und 6 dargestellt.

Eine zweite Ausführungsform 115 (Fig. 5) der erfindungsgemässen Vortriebsvorrichtung dient insbesondere zum Treiben von Schiffen durch Wasser oder für Anwendungsgebiete, bei denen höhere Durchsatzgeschwindigkeiten erforderlich sind, als diejenigen, die mit nur einem Hauptkanal erreicht werden können. Die Ausführungsform 115 besteht aus einem Hauptkörper 117 mit einem von einem Mantel 114 umgebenen Hauptkanal, in dem ein Innenkörper 119 so eingesetzt ist, dass zwischen dem Innenkörper und der Innenseite des Mantels 114 ein Ringkanal 118 gebildet wird. Dieser Ringkanal 118 weist eine Ringachse 116 auf, die im gleichen Abstand zwischen der Aussenwand des Innenkör-

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pers 119 und der Innenwand des Mantels 114 des Hauptkörpers 117 verläuft. Der Hauptkörper II7 ist ähnlich gebaut wie der Hauptkörper 12 gemäss Fig. 1 und besteht aus nahe im Abstand voneinander angeordneten Teilstücken, nämlich dem stromaufwärts liegenden Teilstück 120, dem Mittelstück 121 und dem stromabwärts liegenden Teilstück 122. Das Teilstück 120 begrenzt einen Einlass und das Teilstück 122 begrenzt einen Auslass. Alle drei Teilstücke fluchten und weisen im wesentlichen gleiche Querschnitte auf. Der Hauptkörper ist mit primären und sekundären Strahldüsen 124 bzw. 125 versehen, die innerhalb von primären und sekundären diametralen Ebenen bzw. 128 angeordnet sind. Diese Strahldüsen sind in einem Längsabstand 113 voneinander entfernt und werden durch einen Verteiler 126 mit einem unter Druck stehenden Arbeitsmedium versorgt. Dieses Arbeitsmedium gelangt durch eine Einlassleitung 129 in den Verteiler und durch eine durchlöcherte Trennwand 123 zu den Strahldüsen. Die Ausführung der Strahldüsen im Hauptkörper entspricht im wesentlichen derjenigen der Düsen bei der Vorrichtung 10 gemäss Pig. I.

Der Innenkörper II9 besteht ähnlich wie der Hauptkörper aus nahe im Abstand voneinander stromaufwärts, mittig und stromabwärts gelegenen Teilstücken I30, I3I und I32, die ebenfalls fluchten und im wesentlichen die gleichen Querschnitte aufweisen, so dass der Ringkanal einen im wesentlichen gleichmassigen Querschnitts- und damit Durchflussbereich über seine gesamte Länge hat. Die Enden des Innenkörpers sind stromlinienförmig ausgebildet, um Wirbelbildung und Strömungswiderstand zu verringern. Der Innenkörper ist mit einer inneren primären Strahldüse 133 versehen, die umlaufend um einen Abschnitt des Innenkörpers verläuft. Diese Strahldüse ist bestimmt durch einen Axialabstand 142 zwischen der stromabwärts gerichteten Kante 134 des stromaufwärts gelegenen Teilstückes I30 und der benachbarten stromaufwärts gerichteten Kante 135 des Mittelstückes 131. Eine zweite Strahldüse 136 ist ebenfalls umlaufend

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um einen Abschnitt des Innenkörpers stromabwärts von der primären Strahldüse I35 angeordnet. Die Strahldüse I36 wird durch einen Axialabstand 145 zwischen der stromaufwärts gerichteten Kante I38 des stromabwärts gelegenen Teilstückes 132 und der gegenüberliegenden stromabwärts gerichteten Kante 159 des Mittelstückes I5I gebildet. Die Strhldüsen I55 und I36 des Innenkörpers II9 sind radial nach innen im Abstand von den Strahldüsen Ij54 und 135 des Hauptkörpers 117 und im wesentlichen innerhalb der primären und sekundären Ebene I27 bzw. 128 angeordnet. Die gegenüberliegenden Kanten der Teilstücke des Mantels des Innenkörpers sind abgeschrägt, um konvergierende und stromabwärts geneigte Düsen zu bilden, ähnlich den Düsen des Hauptkanals. Es können Vorkehrungen (nicht dargestellt) getroffen werden, um die Grosse bzw. die Ausströmöffnungen der Düsen zu variieren.

Der Innenkörper ist mit einem inneren Verteiler IJJ versehen, der von einer durchlöcherten, zylindrischen Trennwand 140 umschlossen ist. Dieser innere Verteiler ist von einem äusseren Verteiler 141 umgeben, der als Ringraum um den inneren Verteiler zwischen dessen Trennwand 140 und den entsprechenden Teilstücken des Mantels des Innenkörpers verläuft. Zwischen der durcKlö eher ten Trennwand I4o und den benachbarten Teilstücken des Innenkörpers sind radiale Stützen 14^ angeordnet, die die Teilstücke des Innenkörpers in Bezug zueinander halten. Der Innenkörper II9 wird an seinem vorderen Ende durch mehrere vordere radiale Streben 144 und an seinem hinteren Ende durch mehrere ähnliche radiale Streben 146 getragen. Die Streben weisen Leitungen 149 auf, die den inneren Verteiler 1^7 mit einem äusseren vorderen Verteiler I5I verbinden. Ähnliche Leitungen 15J5 sind in den hinteren Streben 146 vorgesehen, die mit einem hinteren Verteiler 154 kommunizieren. Von der Einlassleitung 129 führen Längsrohre I56 und I57 zu den äusseren Verteilern I5I und 154, die ihrerseits Arbeitsmedium zu dem

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inneren Verteiler 137 des Innenkörpers 119 befördern. Der äussere Verteiler kommuniziert mit den inneren Strahldüsen, so dass diese Arbeitsmedium unter Druck erhalten, ähnlich wie die Strahldüsen 124 und 125 des Hauptkörpers.

Die beiden Strahldüsen 124 bzw. 125 des Hauptkörpers sind so ausgelegt, dass sie stromabwärts in den Ringkanal 118 jeweils einen primären und sekundären konischen Sprühstrahl 110 und 162 des Arbeitsmediums einspritzen. Diese Sprühstrahlen sind zunächst in Winkeln I58 bzw. 159 geneigt und verlaufen nach innen konvergierend, wie durch die gestrichelten Linien angedeutet ist, die konusförmige Strahlwege zeigen. Die inneren beiden (primäre und sekundäre) Strahldüsen 133 und 136) des Innenkörpers II9 sind ähnlich ausgelegt um stromabwärts und nach aussen in den Ringkanal jeweils einen primären und einen sekundären konischen Sprühstrahl 164 und 166 (gestrichelte Linien) zu spritzen. Der innere primäre konische Sprühstrahl ist im wesentlichen gegen die Ringachse 116 des Kanals in einem Winkel I65 geneigt, der im wesentlichen dem Winkel I58 der primären Strahldüse 124 des Hauptkanals entspricht. Dieser Sprühstrahl konvergiert zunächst in Richtung eines theoretischen Schnittpunktes I63 mit dem konischen Sprühstrahl I60 der Strahldüse 124. Der theoretische Schnittpunkt I63 liegt nahe angrenzend an die Ringachse 116, das heisst, annähernd in einer Mittelstellung des ringförmigen Kanals II8. In ähnlicher Weise ist der innere sekundäre konische Sprühstrahl 166 zunächst gegen die Seitenwand bzw. den Mantel des Innenkörpers in einem relativ flachen Winkel I67 geneigt, der im allgemeinen dem Winkel 159 der sekundären Strahldüse 125 des Hauptkanals entspricht. Die entsprechende primäre und sekundäre Strahldüse radialer gegenüberliegender Teilstücke des Hauptkanals und des Innenkörpers bilden demnach im allgemeinen einander ergänzende konische Sprühstrahlen von Arbeitsmedium, die gegeneinander geneigt sind, ohne Durch-

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fluss von Hauptmedilira, so dass die einander ergänzenden Sprühstrahlen konvergieren und einander an der Ringachse 116 schneiden. Der theoretische Schnittpunkt ist in Fig. 5 nur für die Sprühstrahlen ΙβΟ und 164 gezeigt. Es wird bemerkt, dass der Längsabstand 11^ zwischen der primären Strahldüse und der sekundären Strahldüse und die Winkel I58 und I65 der primären Strahldüse so ausgelegt sind, dass die theoretisch konischen Sprühstrahlen 160, 164 konvergieren und einander am theoretischen Schnittpunk I6j5 treffen, der im wesentlichen innerhalb der diametralen sekundären Ebene I28 liegt, in der beide sekundären Strahldüsen 125 und 1J>6 angeordnet sind. Ähnlich der Vorrichtung 10 gemäss Pig. I wird der theoretische Schnittpunkt nicht erreicht, wenn ein Hauptmedium durch den Kanal II8 fliesst, da der einzelne Sprühstrahl I60, 162, 164 und 166 der theoretisch konisch verlaufenden Sprühstrahlpaare abgelenkt und in jeweils gekrümmte Bahnen, wie sie gestrichelt bei I60.I, 162.1, 164.1 und I66.I gezeichnet sind, gezwungen wird.

So sind bei der Ausführungsform gemäss Fig. 5 die Strahldüsen 124, 155 der Körper II7 und II9 analog zu diametral gegenüberliegenden Teilen der Strahldüse 57 der Ausführungsform gemäss Fig. 1. Ähnlich verhält es sich mit den sekundären Strahldüsen 125 und 136, die analog sind den diametral gegenüberliegenden Teilen der Strahldüse 55 gemäss Fig. 1. Bei beiden Ausführungsformen sind die sekundären Strahldüsen so ausgelegt und ausgerichtet, dass sie unerwünschte Grenzschichteffekte angrenzend an die stromabwärts gelegenen Teile der Innenbzw. Aussenkörper verringern. Die Vortriebsvorrichtung II5 kann für Schiffe ausgelegt und an diesen in einer ungehindert zugänglichen Stelle unterhalb der Wasserlinie des Schiffes angebracht werden, so dass ein relativ ungehinderter und unbeschränkter Zufluss in den Einlass und Ausfluss aus dem Auslass möglich ist.

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Anstelle der primären und sekundären Strahldüsen kann eine Vielzahl von im Abstand am Umfang um den Kanalmantel angeordneten Düsen vorgesehen werden, die im allgemeinen innerhalb der Ebene der entsprechenden Strahldüse liegen. Diese alternative Konstruktion bietet eine diskontinuierliche Strahldüsenanordnung im Gegensatz zu den und als Ersatz für die kontinuierlichen Strahldüsen bei den Ausführungsformen gemäss den Pig. I und 5·

Eine Alternative ist in Fig. 7 gezeigt, bei der der Mantel 171 des Kanals I70 aus einem durchgehenden Rohr mit konstantem Querschnitt bestehen kann. Eine Ausströmöffnung 175 einer abgeänderten primären Strahldüse 174 ist in einem primären Düsenelement I76 vorgesehen, das aus zwei schräg und parallel im Abstand angeordneten Seitenwänden mit parallel angeordneten Endflächen I78 und 179 besteht, wobei der geneigte Durchlass I8I zwischen den Seitenwänden die Ausströmöffnung 173 verläuft. Der Durchlass ist zu den Endflächen und 179 in einem Winkel I82 geneigt, der dem Konus-Halbwinkel der primären Strahldüse (nicht dargestellt) entspricht. Mit anderen Worten, der Durchlass I8I ist stromabwärts gegen den Mantel I7I in einem Winkel von zwischen I5 und 45 geneigt. Das Düsenelement ist an der Wand 184 des Mantels des Kanals befestigt und in dieser Wand 184 ist eine schräg verlaufende öffnung 186 vorgesehen, die mit dem Durchlass I8I im Düsenelement fluchtet und innerhalb einer Ebene verläuft, in der die Mittelachse (nicht dargestellt) des Kanals liegt. Das Düsenelement ist ausreichend tief, um zusammen mit der öffnung 186 eine Düse ausreichender Länge zu bilden und einen primären konischen Sprühstrahl von Arbeitsmedium in den Hauptkanal zu spritzen. Ein solcher Sprühstrahl soll ähnlich den Sprühstrahlen der erst beschriebenen Strahldüsen ausgebildet sein, d.h. zunächst nach innen gegen einen theoretischen Scheitelpunkt des Konus des primären Sprühstrahles konvergierend verlaufen.

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Eine alternative sekundäre Strahldüse I90 weist ein ähnliches sekundäres Düsenelement I92 auf, das ebenfalls mit einer Ausströmöffnung 193 versehen ist, die in einem flachen Winkel 19^· gegen die Wand des Mantels des Kanals geneigt ist. Der Winkel liegt im Bereich zwischen 5° bis 10° und das Düsenelement ist folglich ein Äquivalent zur sekundären Strahldüse gemäss Fig. 1. Von solchen Düsenelementen sind zahlreiche mehrere am Umfang um den Hauptkanal angeordnet, wie durch zwei weitere Düsenelemente 188 und I89 in Fig. 8 angedeutet ist. Der Umfangsabstand zwischen benachbarten Düsenelementen und der Düsenbohrungen ist so gewählt, dass ein Arbeitsmediumfluss erzielt wird, der eine ähnliche Höhe und Stärke hat wie der durch die kontinuierlichen Strahldüsen (Fig. 1) erreichte. Die Achsen I97, I98 und I99 der Düsenelemente 188, I92 und I89 sind radial zur Wand des Mantels I7I des Kanals angeordnet (Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 8). Auf diese Weise wird eine Vielzahl solcher Düsenelemente in den entsprechenden primären und sekundären Ebenen 195 bzw. 196 vorgesehen, die die primären und sekundären Strahldüsen enthalten, die ähnlich wie die oben beschriebenen Strahldüsen funktionieren.

Im Abstand um den Mantel des Hauptkanals ist ein Verteiler 200 für Arbeitsmedium gelegt, der sowohl die primären als auch die sekundären Düsenelemente umschliesst und wird mit Arbeitsmedium unter Druck durch eine axial angeordnete Einlassleitung 201 gespeist. Auf diese Weise wird Arbeitsmedium gleichzeitig zu den primären und sekundären Strahldüsen geliefert und geht durch diese in einer Menge, die proportional ist der DUsenabmessung, die den Anforderungen entsprechend eingestellt werden kann. Die Durchlässe sind vorzugsweise nach innen zusammenlaufend angeordnet, und zwar ähnlich wie die primären und sekundären Strahldüsen gemäss der Ausführungsform in Fig. 1.

Fig. 9 zeigt ein einzelnes DUsenelement I76, das aus einem

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Stück eines Zylinders mit schrägliegenden Endflächen besteht. Ein einfacher Weg zur Herstellung des Düsenelementes besteht darin, dass ein dickwandiges Rohr in viele Rohrabsehnitte mit schrägen, parallelen Endflächen zerschnitten wird. Jedes einzelne Düsenelement wird dann am Mantel des Kanals in der entsprechenden Lage und Neigung angeschweisst. Die Bohrung des Rohres dient dann als Richtloch zum Bohren der Düsenöffnung durch das Element und gleichzeitig durch die Wand des Mantels des Kanals. Es wird bemerkt, dass jedes Stück des Rohres in jedem gewünschten Winkel zum Mantel des Kanals geneigt werden kann. Wenn dann die Ausströmöffnung gebohrt wird, kann die Düsenachse in einem flachen Steigungswinkel verlaufen, wie dies in Fig. 8 für die Achsen der sekundären Strahldüsen bei 197.1* 198.1 und 199.1 gezeigt ist. Durch diese Vorkehrung entsteht ein leicht gewundener Fluss durch den Kanal, der vorteilhaft ist, wenn Feststoffe entlang flacher Kanäle befördert werden, da dann die Neigung der Feststoffe, sich abzusetzen, verringert wird.

Um die Anzahl der Schrägschnitte zu verringern, die zur Herstellung der Düsenelemente erforderlich sind, kann das dickwandige Rohr in grössere Abschnitte schräg geschnitten werden, die dann durch einen senkrechten Schnitt halbiert werden können, wie es in Fig. 7 durch die gestrichelte Linie 203 gezeigt ist. Auf diese Weise wird ein Düsenelement mit einem Schrägschnitt und einem Senkrechtschnitt gebildet, wodurch die Herstellung vereinfacht wird. Der Durchlass bzw. die Ausströmöffnung dieses Düsenelementes verläuft dann nur zu der inneren Schrägwand in einem Winkel, aber lotrecht zu der freiliegenden Stirnfläche des Düsenelements.

Die Ausführungsformen gemäss der Darstellungen in den Fig. bis 9 können wirtschaftlicher hergestellt und vielseitiger ausgeführt werden und sie erfordern weniger Wartung als die Ausführungsform gemäss Fig. 1. Aber aufgrund der diskontinuierlichen Strahldüsen kann ihre Leistung geringer sein.

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Claims

I.)Vortriebsvorrichtung zum Beschleunigen eines durch die Vorrichtung strömenden Mediums,

dadurch gekennzeichnet, dass in einem Hauptkörper

(a) ein Hauptkanal (Ij5) mit einer Mittelachse (24) von einem Mantel (19; 114) umschlossen ist,

(b) in dem eine primäre Düsenanordnung (j57; 124; 174) für ein unter Druck stehendes Arbeitsmedium am Umfang um einen Abschnitt des Mantels des Hauptkanals im wesentlichen innerhalb einer senkrecht zur Mittelachse verlaufenden primären Ebene (;58; 127J 195) angeordnet und so ausgelegt ist, dass sie stromabwärts in den Hauptkanal einen primären konischen Sprühstrahl (40; 1βθ) des Arbeitsmediums spritzt, der zunächst gegen die Mittelachse in einem Konus-Halbwinkel (44; I58; 182) zwischen etwa 15 und 45 geneigt ist und im wesentlichen gegen einen theoretischen Scheitel (42) des Strahlenkonus angrenzend an die Mittelachse konvergiert,

(c) eine sekundäre Düsenanordnung (55ί 125; I90) für das unter Druck stehende Arbeitsmedium am Umfang um einen Abschnitt des Mantels des Hauptkanals und stromabwärts von der primären Düsenanordnung (37; 124; 174) im wesentlichen innerhalb einer senkrecht zur Mittelachse des Hauptkanals verlaufenden sekundären Ebene (57; 128; I96) angeordnet und so ausgelegt ist, dasssie stromabwärts in den Hauptkanal (13) einen sekundären konischen Sprühstrahl (6O; I62) spritzt, der gegen die Innenseite des Mantels des Kanals in einem relativ flachen Winkel (61; 159* 194) geneigt ist, wobei der Mittelpunkt der sekundären Ebene im wesentlichen an den theoretischen Scheitel des Konus des primären Sprühstrahls grenzt.

2. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

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dass der Hauptkanal (13) einen im wesentlichen gleichmässigen Querschnittsbereich aufweist und der relativ flache Winkel (61ί 159j 194) des Sprühstrahls von der sekundären Düsenanordnung im Bereich zwischen 3 und 10 liegt.

3. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass um den Mantel (19; 114) des Kanals eine Verteileranordnung (14; 126) für das Arbeitsmedium vorgesehen ist, die mit den primären und sekundären Düsenanordnungen kommuniziert und diese mit unter Druck stehendem Arbeitsmedium speist.

4. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass

(a) der Mantel (I9; 114) des Kanals aus nahe im Abstand voneinander angeordneten Teilstücken, nämlich einem stromaufwärts gelegenen Teilstück (16; 120), einem Mittelstück (17; 121) und einem stromabwärts gelegenen Teilstück (18; 122) besteht, die alle einen gleichen Querschnittsbereich aufweisen und konzentrisch um die Mittelachse des Hauptkanals angeordnet sind,

(b) die primäre Düsenanordnung aus einem axialen Abstand (35) zwischen einer stromabwärts gerichteten Kante (3I) des stromaufwärts gelegenen Teilstückes (16) und einer gegenüberliegend angrenzenden stromaufwärts gerichteten Kante (32) des Mittelstückes (I7) besteht und eine im wesentlichen kontinuierliche primäre Düse bildet,

(c) die sekundäre Düsenanordnung aus einem axialen Abstand (54) zwischen einer stromaufwärts gerichteten Kante (5I) des stromabwärts gelegenen Teilstückes (18) und einer gegenüberliegend angrenzenden stromabwärts gerichteten Kante (52) des Mittelstückes (I7) besteht und eine im wesentlichen kontinuierliche sekundäre Düse bildet, und

(d) die die Düsenanordnungen bildenden Kanten der Teilstücke abgeschrägt und dadurch gegen die Mittelachse des Kanals geneigt sind und Konusabschnitte bilden die an der Mittel-

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aehse zentriert sind.

5. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Teilstücke (16, 17, 18; 120, 121, 122) des Mantels miteinander axial verstellbar verbunden sind, derart, dass der jeweilige Abstand (35) zwischen den Kanten benachbarter Teilstücke axial einstellbar und dabei die Abmessungen der Düsenanordnungen variierbar sind.

6. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 5* dadurch gekennzeichnet, dass die Winkel (108; 110) der durch benachbarte Kanten (Jl, 32) einer Düsenanordnung (37) gebildeten Konusteile so gewählt sind, dass sich der Abstand zwischen diesen Kanten gegen die Mittelachse des Kanals verjüngt und eine konvergierende Strahldüse bildet.

7· Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die primären und sekundären Düsenanordnungen (174 und I90) aus einer Vielzahl von Ausströmöffnungen (Ι73ί 193) bestehen, die umlaufend um den Mantel des Kanals im wesentlichen innerhalb der Ebene (195* I96) der entsprechenden Düsenanordnung angeordnet sind, die Ausströmöffnungen (173) der ersten Düsenanordnung (174) Achsen (197* I98, 199) aufweisen, die gegen die angrenzende Wand des Mantels (I7I) des Kanals in einem Winkel geneigt sind, der im wesentlichen gleich ist dem Konus-Halbwinkel und dass die Achsen der Ausströmöffnungen (I93) der zweiten Düsenanordnung (I90) in einem Winkel zur angrenzenden Wand des Mantels von zwischen 3 und 10 geneigt sind.

8. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 7* dadurch gekennzeichnet, dass eine Vielzahl von DUsenelementen (176> 192) im Abstand am Umfang einer Aussenseite (184) des Mantels (I7I) des Kanals angrenzend an primäre und sekundäre Ebenen angeordnet sind, jedes Düsenelement geneigte Seitenwände aufweist, die durch Endflächen (I78, I79) begrenzt sind und einen Durch-

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lass (l8l) einschliessen, der zu der an der Aussenseite des Mantels (I7I) des Kanals aufliegenden Endfläche (I78) des Düsenelements in einem Winkel (182) geneigt ist, der dem Winkel der Achse der Düsenanordnung entspricht befestigt ist, und die Wand des Mantels eine den Düsenanordnungen entsprechende Anzahl von geneigten Öffnungen (186) aufweist, die mit den Ausströmöffnungen bzw. Durchlässen (181) in den Düsenelementen fluchten und jeweils die Portsetzung der Durchlässe der Düsen bilden.

VortriebsVorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass innerhalb des Hauptkanals ein Innenkörper (II9) derart angeordnet ist, dass zwischen der Aussenseite des Innenkörpers und der Innenseite des einen Hauptkörper (117) umschliessenden Mantels (114) ein Ringkanal (118) gebildet ist, um einen Abschnitt des Mantels des Innenkörpers, im wesentlichen innerhalb der primären Ebene (127) eine Düsenanordnung (I35) für das unter Druck stehende Arbeitsmedium angeordnet und so ausgelegt ist, dass sie stromabwärts in den Ringkanal einen primären konischen Sprühstrahl (164) des Arbeitsmediums spritzt, der zunächst gegen die Mittelachse des Kanals in einem Winkel (I65) geneigt ist, der im wesentlichen dem Winkel (I58) der primären Düsenanordnung des Hauptkänals entspricht und das zunächst gegen einen theoretischen Schnittpunkt (I63) mit dem konischen Sprühstrahl (160) der primären Düsenanordnung des Hauptkanals konvergiert, wobei dieser theoretische Schnittpunkt annähernd in einer Mittelstellung des Ringkanals (118) liegt; und dass eine sekundäre Düsenanordnung (I36) für das unter Druck stehende Arbeitsmedium stromabwärts von der primären inneren Düsenanordnung (II3) um einen Bereich am Umfang des Innenkörpers (119)> im wesentlichen innerhalb der sekundären Ebene (128) angeordnet und so ausgelegt ist, dass sie stromabwärts in den Ringkanal (118) einen sekundären konischen Sprühstrahl

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(162) des Arbeitsmediums richtet, der gegen den Mantel des Innenkörpers in einem relativ flachen Winkel (I67) geneigt ist, der im wesentlichen dem Winkel (159) der sekundären Düsenanordnung des Hauptkanals entspricht.

10. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Mantel des Innenkörpers (119) aus nahe im Abstand voneinander fluchtend angeordneten Teilstücken, nämlich einem stromaufwärts gelegenen Teilstück (I30), einem Mittelstück (151) und einem stromabwärts gelegenen Teilstück (132) besteht, die innere primäre Düsenanordnung (153) durch einen axialen Abstand (142) zwischen einer stromabwärts gerichteten Kante (13^) des stromaufwärts gelegenen Teilstückes (I30) und einer gegenüberliegend benachbarten stromaufwärts gerichteten Kante (135) des Mittelstückes (I5I) gebildet ist, während die innere sekundäre Düsenanordnung (I36) durch einen axialen Abstand (14-5) zwischen einer stromaufwärts gerichteten Kante (I38) des stromabwärts gelegenen Teilstückes (132) und einer gegenüberliegend benachbarten stromabwärts gerichteten Kante (139) des Mittelstückes (I3I) gebildet ist.

11. Vortriebsvorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Ringkanal (II8) zwischen dem Innenkörper (II9) und dem Hauptkörper (II7) einem im wesentlichen gleichmässigen Querschnittsbereich aufweist.

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