DE3129232A1

DE3129232A1 - "propeller"

Info

Publication number: DE3129232A1
Application number: DE19813129232
Authority: DE
Inventors: Herbert 6927 Bad Rappenau Wunschik
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1981-07-24
Filing date: 1981-07-24
Publication date: 1983-02-10

Description

BESCHREIBUNG
betreffend PROPELLER Die vorliegende Erfindung betrifft einen Propeller, der eine Einrichtunq zur Verbesserung der Schubleistung besitzt.
Wie bekannt, arbeitet der Propeller nach dem Impulsgesetz. Das bedeutet, er beschleunigt eine Masse entgegen der Fahrtrichtung, die dieser Beschleunigung einen Widerstand entgegensetzt. Der in Fahrtrichtung erzielte Schub ist von zwei Faktoren abhängig. Zum einen bewirkt eine Vergrößerung der zu beschleunigenden Masse eine bessere Schubleistung. Zum anderen und weit wirksamer ist es, die zu beschleunigende Masse schneller zu bewegen.
Der Nachteil sämtlicher bisher bekannter, nach dem Impulsgesetz arbeitender Propeller oder sonstiger Triebwerke besteht darin, daß sich die Geschwindigkeit der beschleunigenden Masse sofort nach Verlassen des Antriebs infolge Reibung und dadurch bedingtes Mitziehen der stehenden Masse aufzehrt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Impulstriebwerk zu schaffen, das unter Reduzierung der Reibung eine möglichst hohe Geschwindigkeit der bewegten Masse ermöglicht.
Nach der Erfindung wird zwischen die stehende und bewegte Masse eine Trennschicht mit geringem Reibungskoeffizient bzw. geringer Viskosität gebracht.
Dies kann ein Medium mit geringer spezifischen Dichte sein, das in der Regel auch eine geringe Viskosität besitzt.
Diese Art des schubverbesserten Anstriebs kann seine Anwendung in der Schifffahrt finden, wobei sich Luft als trennendes bzw. reibungsminderndes Medium als sehr vorteilhaft erweist. Die hierzu benötigte Luft kann durch eine entsprechend konstruierte Schiffschraube, oder eine ringförmige Düse selbsttätig angesaugt oder zugeführt werden.
Die an den Flügelspitzen infolge Unterdrucks austretende Luft bildet eine aus feinsten Luftperlen bestehende Schlauchwand, die sich aus von den Flügelspitzen beschriebenen Wendeln zusammensetzt. Innerhalb dieser Schlauchwand kann sich das Wasser fast ungehindert hindurchbewegen. Durch das schnell abfließende Wasser werden große Druckunterschiede zwischen Flügelvorder- und hinterseite vermieden.
Grundsätzlich -besteht die Möglichkeit Abgase, oder komprimierte Luft mit unterzumischen. Dies bringt den Vorteil, daß zur Gewässeraufbereitung Sauerstoff mit eingebracht wird. Durch die große Oberfläche und die Verwirbelung der kleinen Luftbläschen wird ein schnelles Emulgieren und Zersetzen des in den Auspuffgasen enthaltenen Öls erreicht.
Da sich die Luftzufuhr problemlos regulieren läßt, rgibt sich hiermit eine weitere Möglichkeit die Schiffsgeschwindigkeit zu regulieren.
Durch eine Anordnung des Propellers am Schiffsbug läßt sich als Nebeneffekt Luft unter den Schiffsrumpf bringen, was zu einer Reibungsverminderung und zu zusätzlichem Auftrieb verhilft. Hierzu läßt sich der Schiffsboden im Querschnitt konkav ausbilden. Angeströmte Ruder entlang der Schiffsunterseite ermöglichen ein genaues Manövrieren und eliminieren bei entsprechender Stellung Schlingerbewegungen. Ein horizontales Ruder verhindert Nickbewegungen entlang der Längsachse.
Eine entsprechende Anwendung findet das System auch bei den Hydro-Jet-Antrieben, wobei die Luft über den Propeller, oder bei genügender Strömungsgeschwindigkeit über eine ringförmige Düse eingebracht wird. Die zugeführte Luft mindert in diesem Fall schon in der Beschleunigungsdüse die Reibung.
Sie kann, da sie bei derZuführung Energie aufnahm, dieselbige durch Expansion und dadurch bedingte Beschleunigung des Strahlaustritts wieder abgeben.
Das gleiche Verfahren kann auch bei Förderpumpen und Leitungen Anwendung finden.
In den Figuren 1 bis 6 der Zeichnungen ist der Gegenstand der Erfindung anhand von bevorzugten Ausführungsbeispielen schematisch dargestellt. Es zeigen: Fig. 1 Eine Ansicht des Propellers in perspektivischer Darstellung Fig. 2 Mehrere Zuführingsmöglichkeiten der Luft in die Flügelspitzen Fig. 3 Fig. 4 Seitenansicht feines Schiffsrumpfes Fig. 5 Schnittdarstellung eines Schiffsrumpfes Fig. 6 Schnittdarstellung eines Hydro-Jet-Antriebes oder Hydro-Pumpe Fig. 1 zeigt in perspektivischer Darstellung die Wirkweise der Erfindung.
Ein dreiflügeliger Propeller ist mit einer durchbohrten Antriebswelle verschraubt. An den Flügelspitzen befinden sich strömungstechnisch durchgebildet, möglichst axial angeordnete Flügel, deren Hinterkante ist so geformt, daß sich bei einer Bewegung durch das Wasser ein Unterdruck bildet.
Dieser Unterdruck saugt durch Bohrungen, die Verbindung zur hohlen Antriebswelle haben, Luft oder Abgase. Der Propeller ist zu diesem Zweck aus Blech gearbeitet und somit innen hohl, oder er ist mit Kanälen versehen. Die austretenden Luftblasen beschreiben im Wasser sich überdeckende Wendeln und bilden eine Schlauchwand aus Luftbläschen, durch die sich der Propellerstrahl fast reibungsfrei bewegen kann.
Bei genügender Strömungsgeschwindigkeit kann eine ringförmige Düse 1 die selbe Aufgabe erfüllen.
Fig. 2 zeigt ein Fließschema der Ansaugluft 1, d3s dem in der Fig. 1 dargestellten in der Wirkweise entspricht.
Fig. 3 zeigt ein Fließschema der Ansaugluft 1 über eine axiale Abdichtung 2 (Darstellung oberhalb der Mittellinie). Sie findet Anwendung, wenn wie bei gleichfalls dargestellter radialen Abdichtung 3 (untere Darstellung) eine hohle Antriebswelle aus bestimmten Gründen nicht verwendbar ist.
Fig. 4 zeigt die Seitenansicht eines Schiffsrumpfes. Der am Bug installierte Propeller 1 drückt als Neteneffekt Luftblasen unter den Schiffsboden. Angeströmte Steuerruder 2 erlauben ein genaues Steuern mit Bug und Heck. Ein horizontal liegendes Ruder 3 dient dazu, Nickbewegungen in der Längsachse zu verhindern oder sie zu erzeugen.
Die dargestellte Rumpfform eignet sich hervorragend für einen Eisbrecher.
Durch die spezielle Bugform 4 kann das Eis angehoben werden während das darunter sich befindliche Wasser abgesaugt wird. Erzeugte Nickbewegungen unterstützen ein kurzes Brechen des Eises: Fig. 5 zeigt den im Querschnitt konkav gekrümmtes Boden, durch den die Luftblasen unter dem Rumpf gehalten werden.
Fig. 6 zeigt einen Hydro-Jet-Antrieb. Im Prinzip kann er auch Anwendung als Förderpumpe für große Fördergeschwindigkeiten finden.
Die Querschnittverengung am Impellerkreis ergibt einen Durckabfall im schnell strömenden Medium. Es kann deshalb Luft über eine Ringdüse 2 oder über den Impeller angesaugt oder unter Druck zugeführt werden. Im Bereich der Querschnittserweiterung kann sie sich weiter entspannen, dabei Energie abgeben und die Reibung mindern.
Leerseite

Claims

Patentansprüche < Propeller zur Einbringung eines die Reibung zwischen Schubstrahl und Umgebung vermindernden Mediums, dadurch gekennzeichnet, daß an den Propellerspitzen Austrittslöcher angebracht sind. Durch sie kann ein reibungsminderndes Medium infolge Unterdrucks selbsttätig herausgesaugt oder hindurchgepreßt werden.
2. Propeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Propellerspitzen so ausgeführt sind, daß die von den Spitzen beschriebenen Wendeln möglichst jederzeit den Schubstrahl schlauchartig umhüllen.
3. Propeller nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß für den Rückwärtsschub sich sinngemäß umgekehrte Austrittsöffnungen am Propeller befinden.

Sie können sich je nach Drehrichtung durch Handbetätigung oder automatisch öffnen. Für eine automatische Umsteuerung bietet sich eine Vorrichtung an, die durch die Winkelbeschleunigung oder durch den entstehenden Über- oder Unterdruck betätigt wird.
4. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Aufgabe der Einspeisung eines reibungsmindernden Mediums über andere Vorrichtungen z.B. einer stehenden oder sich drehenden Ringdüse möglich ist.
5. Verfahren nach Anspruch 1, 3 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß es bei jeder Art von Impulstriebwerk für jedes zu beschleunigende Medium anwendbar ist.
6. Propeller nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß er zum Zweck der Abgas- bzw. Luftzuleitung mit Kanälen versehen ist. In einer speziellen für die Schiffahrt anwendbaren Ausführung kann ein Propellerflügel aus zwei seewasserbeständigen Blechprägeteilen unter Bildung eines Hohlraums zusammengefügt werden.
7. Verfahren nach Anspruch 1 und 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Luftzuführung durch eine Hohlwelle oder bei einer stehenden und außerhalb der Drehachse liegenden Zuleitung mittels einer axialen oder radialen Abdichtung möglich ist.
8. Verfahren nach Anspruch 1 und 4, dadurch gekennzeichnet, daß sich bei einem Schiff mit einem Bugpropeller die Reibung am Schiffsrumpf reduzieren läßt und der Auftrieb sich vergrößert.
9. Verfahren nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß durch eine konkave Ausführung des Schiffbodenquerschnitts oder durch Schürzen sich der Auftrieb vergrößert.
10. Verfahren nach Anspruch 8 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß entlang des Schiffbodens vertikal oder horizontal angebrachte Ruder durch Anströmung ein genaues Steuern ermöglichen und Schlingerbewegungen unterdrücken/ oder erzeugen können.
11. Verfahren nach Anspruch 8, 9 und 10, dadurch gekennzeichnet, daß sie in Verbindung mit einer entsprechenden Form des Schiffbugs die Ei genschaften eines Eisbrechers aufweisen.
12. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 4, 5 und 6, dadurch gekennzeichnet, daß es auch bei Hydro-Jet-Antrieben Anwendung findet. Die eingebrachten Luftbläschen verringern die Reibung und beschleunigen durch Expansion den Schubstrahl.
13. Verfahren nach Anspruch 1, 2, 3, 4, 5, und 6, dadurch gekennzeichnet, daß es auch bei Förderpumpen bzw. Förderleitungen mit großer Geschwindigkeit Anwendung findet.