DE541345C

DE541345C - Device generating negative pressure, in particular for driving aircraft and watercraft

Info

Publication number: DE541345C
Application number: DEG67788D
Authority: DE
Original assignee: SYNDICAT VAPROC
Current assignee: SYNDICAT VAPROC
Priority date: 1926-07-21
Filing date: 1926-07-21
Publication date: 1932-01-11

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Unterdruck erzeugende Vorrichtung, insbesondere zum Antrieb von Luft- und Wasserfahrzeugen. The invention relates to a device generating negative pressure, in particular for propulsion of air and water vehicles.

S Man hat nun schon versucht, bei Flügelpropellern dem Sinken des Wirkungsgrades mit wachsenden Geschwindigkeiten dadurch zu begegnen, daß die vorlaufende Flügelkante mit einer Aufbiegung versehen wurde, durch welche die hinter ihr befindliche Luftschicht abgesaugt werden sollte, derart, daß sich ein luftverdünnter Raum bildete, welcher zur Bewegung des Flügels senkrecht zur Flügelfläche· nutzbar gemacht werden sollte. Befriedigende Ergebnisse konnten jedoch mit diesem Vorschlag unter anderem wegen des ungünstigen, in keinem entsprechenden Verhältnis zu der beabsichtigten Wirkung stehenden Leistungsaufwandes und wegen der nachteiligen Zirkulationsverhältnisse nicht erzielt werden.S Attempts have already been made to reduce the efficiency of wing propellers with increasing speeds to counteract that the leading edge of the wing was provided with a bend through which the layer of air behind it should be sucked off in such a way that an air-diluted space was formed, which for movement of the wing perpendicular to the wing surface · should be made usable. Satisfactory Results could however with this proposal among other things because of the unfavorable, in no appropriate relation related to the intended effect and because of the disadvantageous Circulation ratios cannot be achieved.

Ferner ist man auch schon dazu übergegangen, die übliche Form des Flügelpropellers zu verlassen und solche Propeller zu ersetzen durch um eine Welle rotierende Körper von Stromlinienform mit aufgesetzten Treibflächen. Trotzdem in diesen Vorschlägen zunächst ein neues Propellerprinzip verkörpert zu sein schien, stellen sie in der Tat nur eine besondere Ausbildung der bekannten Luftschrauben dar. Denn auch hier sind Treibflächen mit einer Druck- und Saugseite vorhanden, die gegenüber den Flügelpropellern lediglich anders angeordnet sind. Auch hier sinkt der Wirkungsgrad erheblich mit steigenden Drehzahlen, abgesehen davon, daß bei derartigen Propellern schon von vornherein zur Leistungsgewinnung ein großes Drehmoment erforderlich ist und sich bei gewissen Drehzahlen nachteilige Abschleudererscheinungen bemerkbar machen.Furthermore, one has already switched to the usual shape of the wing propeller to leave and replace such propellers by bodies rotating around a shaft Streamlined shape with attached driving surfaces. Even so, in these proposals first seemingly embodied a new propeller principle, they in fact represent only one special training of the known propellers. Because here too there are propulsion surfaces with a pressure and suction side, which are only arranged differently from the wing propellers. Here too the efficiency drops significantly with increasing speeds, apart from the fact that at Such propellers have a large amount of torque from the outset to generate power is required and disadvantageous spin-off phenomena at certain speeds to make noticable.

Die Erfindung verwertet die Erkenntnis, daß bei einem Propeller die Saugseite einen wesentlicheren Anteil an der Vortriebswirkung hat als die Druckseite zur Schaffung einer neuen Unterdruck erzeugenden Vorrichtung. Sie besteht darin, daß auf dem äußeren Mantel eines an der Spitze geschlossenen, um seine Längsachse rotierenden Körpers entgegen der Drehrichtung ansteigende, tangential einlaufende Gleitstufen angeordnet sind. Diese Gleitstufen sind keine Treibflächen mit einer Saug- und Druckseite, sondern entgegengesetzt zur Drehrichtung allmählich ansteigende Erhebungen, die plötzlich unterbrochen werden und eine steile Stufe oder Tasche bilden. Die Vortriebswirkung wird dadurch erzielt, daß das Medium beim Umlauf des an der Spitze geschlossenen Körpers über die Begrenzungskanten der Erhebungen hinwegstreicht und in den zweckmäßig aus mit der Mantelfläche des rotierenden Körpers entgegen der Drehrichtung offene Taschen bildenden Flächenstreifen bestehenden Gleit-The invention utilizes the knowledge that the suction side of a propeller has a greater share in the propulsion effect than the pressure side to create a new vacuum generating device. It consists in that on the outer Opposite the jacket of a body that is closed at the tip and rotates about its longitudinal axis the direction of rotation increasing, tangentially incoming sliding steps are arranged. These sliding steps are not driving surfaces with a suction and pressure side, but opposite Elevations gradually increasing towards the direction of rotation, which are suddenly interrupted and a steep step or Make pocket. The propulsion effect is achieved by the fact that the medium circulates of the body closed at the top over the boundary edges of the elevations brushes away and expediently from with the outer surface of the rotating body opposite to the direction of rotation open pockets forming surface strips existing sliding

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stufen, insonderheit auch auf dem Mantel des rotierenden Körpers, ein partielles Vakuum erzeugt.stages, especially on the mantle of the rotating body, a partial vacuum generated.

Hierdurch ergeben sich wesentliche Vorteile in verschiedener Beziehung. Der Kraftaufwand, bezogen auf irgendeinen anderen leistungsgleichen Propeller, ist beim Erfindungsgegenstand viel geringer, da nur jeweils ein Teil des rotierenden Körpers, nämlieh die Stufenfläche, in der Nähe der Abreißkante vom Medium beaufschlagt wird und sich die Mantelfläche zum größten Teil in einer widerstandsarmen, verdünnten Grenzschicht bewegt. Weiter sind Leistungssteige-• 5 rungen bei der neuen Vorrichtung dadurch möglich, daß die Umlaufzahlen gesteigert werden können und dann zu einer Erhöhung der Saugwirkung führen. Das ist z. B., wie Versuche ergeben haben, bei rotierenden Körpern beispielsweise von Stromlinienform mit glattem Mantel nicht möglich, weil sich hier mit steigenden Drehzahlen zunehmend ungünstige Abschleudererscheinungen bemerkbar machen. Der Anwendung anderer bekannter Vortriebsmittel sind bekanntlich ebenfalls in bezug auf die erreichbaren, noch wirtschaftlich arbeitenden Drehzahlen verhältnismäßig enge Grenzen gesetzt. Bei der neuen Unterdruck erzeugenden Vorrichtung werden, wie Versuche ergaben, die Verhältnisse bei über das normale Maß gesteigerten Drehzahlen immer günstiger, und ein optimaler Erfolg macht sich beim Anwachsen der Umfangsgeschwindigkeit über die Schallgeschwindigkeit bemerkbar.This results in significant advantages in various ways. The effort required related to any other propeller with the same performance, is part of the subject matter of the invention much less, since only one part of the rotating body at a time, namely the step surface, near the tear-off edge, is acted upon by the medium and the outer surface is for the most part in a low-resistance, thinned boundary layer moves. Performance increases are also • 5 ments in the new device possible in that the circulation numbers increased and then lead to an increase in suction. This is e.g. B. how Tests have shown that rotating bodies, for example, have a streamlined shape not possible with a smooth jacket because this increases with increasing speeds make unfavorable spin-off phenomena noticeable. The application of other well-known Propulsion means are known to be also with regard to the achievable, yet economically working speeds are set relatively narrow limits. In the Experiments have shown that the conditions are new to the generation of negative pressure at speeds that are higher than normal, it is always cheaper, and an optimal one Success is achieved when the peripheral speed increases above the speed of sound noticeable.

Die neue Vorrichtung kann beispielsweise Anwendung finden zur Verringerung des Stirnwiderstandes irgendwelcher Körper, die durch ein Medium bewegt werden sollen, also z. B. Luft- und Wasserfahrzeugen, Geschossen usw.The new device can be used, for example, to reduce the Forehead resistance of any body that is supposed to be moved through a medium, that is z. B. Aircraft and watercraft, projectiles, etc.

In den Zeichnungen sind verschiedene Ausführungsbeispiele bezüglich des Verlaufes und der Anordnung der erfindungsgemäßen Gleitstufen schematisch dargestellt.In the drawings there are various exemplary embodiments with regard to the course and the arrangement of the sliding steps according to the invention shown schematically.

Abb. ι zeigt eine Stirnansicht des rotierenden Körpers mit den Gleitstufen, Abb. 2 eine Seitenansicht und Abb. 3 einen Schnitt nach der Linie A-B der Abb. 1.Fig. 1 shows a front view of the rotating body with the sliding steps, Fig. 2 is a side view and Fig. 3 is a section along the line AB in Fig. 1.

Abb. 4 und 5 geben in Seitenansicht anders angeordnete Gleitstufen wieder.Figs. 4 and 5 show differently arranged sliding steps in a side view.

Bei den dargestellten Ausführungsformen besteht die Unterdruck erzeugende Vorrichtung aus einem parabolischen Körper 1 in Form eines an der Spitze 5 geschlossenen Metallhohlkörpers, mit dem die Antriebswelle 2 verbunden ist. Der rotierende Körper kann natürlich auch eine konische oder stromlinienförmige Umrißform erhalten.In the illustrated embodiments, there is the negative pressure generating device from a parabolic body 1 in the form of a closed at the tip 5 Hollow metal body to which the drive shaft 2 is connected. The rotating body can of course also be given a conical or streamlined outline.

Auf den äußeren Mantel des rotierenden Körpers sind in letzteren tangential einlaufende, entgegen der Drehrichtung, die in Abb. 3 durch Pfeil angedeutet ist, allmählich ansteigende und am höchsten Punkt abbrechende Flächenstreifen aufgesetzt. Diese bilden mit der Mantelfläche mehrere plötzlich abreißende Gleitstufen, die sich hinter der Abreißkante in entgegen der Drehrichtung offene Taschen 4 fortsetzen.On the outer jacket of the rotating body are tangentially incoming, against the direction of rotation, which is indicated by the arrow in Fig. 3, gradually increasing and breaking off at the highest point Surface strips attached. Together with the outer surface, these form several suddenly tearing sliding steps, which are located behind the Continue the tear-off edge in pockets 4 that are open against the direction of rotation.

Versuche haben ergeben, daß es von Bedeutung ist, die Form und Anordnung der Taschen entsprechend dem bei dem betreffenden Anwendungsfall vorliegenden Verhältnis der Vorwärtsgeschwindigkeit zur Umfangsgeschwindigkeit zu wählen.Tests have shown that it is important to determine the shape and arrangement of the Pockets according to the ratio present in the application in question the forward speed to the peripheral speed.

Im wesentlichen lassen sich in dieser Beziehung die Anwendungsfälle in drei Gruppen einteilen, und zwar: Standarbeit der Unterdruck erzeugenden Vorrichtung, z. B. bei Ventilatoren, Windmühlen usw., ferner mittlere Geschwindigkeiten, z. B. Luft-, Land- und Wasserfahrzeugen, und schließlich höchste Umdrehungszahlen, z. B. bei besonders gearteten Luftfahrzeugen, Projektilen usw.In this regard, the use cases can essentially be divided into three groups divide, namely: Stand work of the vacuum generating device, z. B. at Fans, windmills, etc., also medium speeds, e.g. B. Air, land and watercraft, and finally the highest speeds, e.g. B. at especially type of aircraft, projectiles, etc.

Bei ortsfester, d. h. nur drehbeweglicher, bzw. nur mit ganz geringen Vorwärtsgeschwindigkeiten verbundener Anordnung der Vorrichtung erhalten die Gleitstufen 3 die in Abb. 1 und 2 dargestellte Form. Die Abreißkanten der Flächenstreifen 3 verlaufen von der Spitze 5 bis zur Basis 6 des rotierenden Körpers 1 schraubenlinienförmig, und die Taschen 4 sind nach vorn offen.In the case of stationary, d. H. only rotatable, or only with very low forward speeds connected arrangement of the device receive the sliding steps 3 the Form shown in Fig. 1 and 2. The tear-off edges of the surface strips 3 run from the tip 5 to the base 6 of the rotating body 1 helically, and the pockets 4 are open at the front.

Bei der Ausführungsform nach Abb. 4, die sich bei der Verwendung der Unterdruck erzeugenden Vorrichtung für mittlere Geschwindigkeiten als zweckentsprechend erwiesen hat, verlaufen die Abreißkanten der Gleitstufen von der Spitze oder annähernd der Spitze 5 geradlinig bis zur Basis 6, und zwar in achsenparallelen Ebenen bei sternförmiger Gruppierung der einzelnen Stufen. In the embodiment according to Fig. 4, which are generated when using the negative pressure Device for medium speeds has proven to be appropriate, the tear-off edges of the Sliding steps from the tip or approximately the tip 5 in a straight line to the base 6, and although in axially parallel planes with a star-shaped grouping of the individual stages.

Für besonders große Vorwärtsgeschwindigkeiten wird die Anordnung gemäß Abb. 5 getroffen. Hier ziehen sich wiederum die einzelnen Gleitstufen schraubenlinienförmig über den rotierenden Körper, wobei die Taschen 4 durch entsprechende Formgebung der einzelnen Abreißkanten so verlaufen, daß sie nach hinten offen sind. Hierdurch kann sich bei raschem Vorwärtsbewegen der Vorrichtung durch ein Medium auch dann noch hinter der Abreißkante jeder Gleitstufe oder in den Taschen 4 ein Unterdruck einstellen, wenn die Vorwärtsgeschwindigkeit der Umfangsgeschwindigkeit nahekommt oder diese übersteigt. For particularly high forward speeds, the arrangement shown in Fig. 5 met. Here, in turn, the individual sliding steps extend over helical lines the rotating body, the pockets 4 by appropriate shaping of the individual Tear-off edges run so that they are open to the rear. This allows the device to move forward rapidly through a medium even then behind the tear-off edge of each sliding step or in the Pockets 4 set a negative pressure when the forward speed of the peripheral speed comes close to or exceeds it.

Gegebenenfalls kann die Wirkung der Vorrichtung noch dadurch verbessert werden, daß die Bildung einer Luftverdünnung hinterIf necessary, the effect of the device can be further improved by that the formation of an air dilution behind

Claims

or under the steps by a niechanischt 'suction device, z. B. a pump sucking the air out of the individual cavities, supports! will.
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Patent rights:

j. Device generating negative pressure, in particular for driving air and ίο watercraft, characterized that on the outer jacket of a closed at the top, around its longitudinal axis rotating body rising tangentially against the direction of rotation Sliding steps are arranged.

2. Apparatus according to claim 1, characterized in that the sliding steps consist of surface strips (3) which are connected to the outer surface of the shaft (2) rotating body (1) against the direction of rotation open pockets (4).

3. Apparatus according to claim 1 and 2, characterized in that the formation an air dilution behind or under the steps by a mechanical suction device is supported.

For this purpose ι sheet of drawings