NO753428L - - Google Patents

Description

■ Fluidumfremdriftsanordning for akselerering av fluidum som passerer anordningen

Denne oppfinnelse vedrører en fremdriftsanordning for akselerering av strømmen av et fluidum som passerer gjennom anordningen, særlig til bruk som en fluidumpumpe for pumping av fluider, for fremdrift eller utskillelse av faste stoffer som bæres i fluider, eller for fremdrift av anordningen gjennom et fluidum.

Med "fluidum" menes her væsker, gasser eller blandin-ger av begge. Flere typer av fluidumdriftanordningér er tidligere kjent og noen av dem gjør bruk av en kraftdreven roterende del som roterer i fluidet, såsom en propell benyttet i marinefartøyer eller luftfartøyer eller en impeller eller rotor som benyttes i sentrifugalpumper eller skovlpumper. Noen av disse tidligere kjente pumper er forholdsvis ineffektive og når de brukes til pumping av et fluidum som bærer forholdsvis skjøre faste substan-ser, kan disse bli ødelagt av den roterende del. Mange slike pumper kan ikke brukes til separering av fine faste stoffer som bæres i fluider.

Noen av de begrensninger som er nevnt ovenfor, er over-vunnet ved bruk av strålepumper, såsom injektorer, ejektorer, edukt<p>rer osv. Slike pumper gjør»vanligvis bruk ay en fluidumpumpe som primærpumpe for frembringelse av en sentral stråle av arbeidsfluidum i en kanal som bærer et hovedfluidum, hvor strålen akselererer strømmen av hovedfluidet gjennom kanalen. I mange strålepumper overskrider den energi som brukes opp av primærpum-pen under pumping av arbeidsfluidet, den energi som det ville bli bruk for for pumping av hovedfluidet under benyttelse av bare en felles roterende fluidumpumpe.

Slike strålepumper er derfor forholdsvis ineffektive og derfor benyttes vanligvis bare i de tilfelle hvor bruken av en vanlig rotasjonspumpe ikke er aktuell, f.eks. for transport av skjøre faste stoffer båret i hovedfluidet.

Det antas at den relative ineffektivitet av de tilgjen- gelige strålepumper hovedsakelig skyldes to faktorer, nemlig at det er forholdsvis stor hastighetsdifferanse mellom arbeidsfluidet og hovedfluidet under blanding som forårsaker turbulens og dermed for kraftig energitap og at det dannes et viskøst grense-sjikt innved kanalens sidevegg som reduserer anordningens virk-ningsgrad fordi den reduserer strømningshastigheten.

Hensikten med oppfinnelsen er å unngå eller redusere de vanskeligheter man har i forbindelse med de tidligere kjente utførelser ved å tilveiebringe en ny og forbedret fremdriftsanordning som kan brukes som en strålepumpe for fremdrift av fluider, for fremdrift eller utskillelse av faste stoffer som bæres i fluidet eller som en anordning til å drive frem fartøyer gjennom fluider.. Forbedringer hva virkningsgraden angår sammenlignet med de tidligere kjente anordninger, skyldes nedsettelse av den ufordelaktige virkning fra grensesjiktet og turbulensen.

En fremdriftsanordning ifølge oppfinnelsen har en hovedkropp som er særegen ved at den har en hovedkanal med en sentral kanalakse som er omgitt eller dannet av en kanalsidevegg som har primære og sekundære stråleinnretninger innrettet til å motta arbeidsfluidum under' trykk. Primærstråleinnretningen strekker seg periferisk rundt et parti av hovedkanalen i det vesentlige innenfor et primærplan anordnet vinkelrett på kanalaksen og er innrettet til å slynge ut i nedstrømsretningen i hovedkanalen en konisk primær dusjstråle av arbeidsfluidum. Dusjstrålen er til å begynne med orientert i vinkel til kanalens senterakse med en konvinkel (halvvinkel) mellom 15 og 45 grader for å konvergere innover mot en teoretisk spiss av strålekonen på eller ved senteraksen. Den sekundære sttråleinnretning strekker seg periferisk rundt et parti av hovedkanalen i det vesentlige innenfor et sekundært plan anordnet vinkelrett på kanalens akse og er innrettet til å sende inn nedstrøms i hovedkanalen en sekundær konisk stråle av arbeidsfluidum. Den sekundære stråleinnretning er anordnet nedstrøms av primærstråleinnretningen med senteret av sekundærplanet stort sett ved eller på den teoretiske spiss av konen for primærstrålen, og den sekundære stråleinnretning er innrettet til å rette den sekundære koniske stråle på skrå i forhold til kanalsideveggen med en forholdsvis spiss vinkel.

Én annen utførelse av oppfinnelsen omfatter en indre kropp anordnet i hovedkanalen for dannelse av en ringformet kanal som omgir den indre kropp. Den sistnevnte mottar også arbeids-

fluidum under trykk og har en indre primær stråleinnretning og en indre sekundær stråleinnretning forløpende periferisk rundt partier av innerkroppen. Den indre primære stråleinnretning er stort sett anordnet i primærplanet og innrettet til å sende ut i retning nedstrøms i den ringformede.kanal en konisk indre primær stråle av arbeidsfluidum. Den indre koniske primære stråle er til å begynne med orientert på skrå til kanalens senterakse i en vinkel som stort sett er lik vinkelen av primærstråleinnretningen for hovedkanalen, slik at den til å begynne med konvergerer mot

et teoretisk skjæringspunkt med den koniske stråle fra hovedkanalens primærstråleinnretning, hvor det teoretiske snittstedet ligger omtrent på midten av den ringformede kanal. Den indre sekundærstråleinnretning er anordnet nedstrøms av den indre primærstråleinnretning i det vesentlige i et sekundært plan og er innrettet til å sende ut i kanalens nedstrømsretning inn i den ringformede kanal en konisk indre sekundærstråle av arbeidsfluidum, hvor den indre sekundærstråleinnretning er innrettet til å sende den sekundære indre koniske stråle på skrå til innerkroppens sidevegg under en forholdsvis spiss vinkel som stort sett er lik vinkelen for sekundærstråleinnretningen i hovedkanalen.

Oppfinnelsen skal forklares nærmere ved hjelp av eksem-pler under henvisning til tegningene, hvor: Fig. 1 viser skjematisk et aksialt lengdesnitt gjennom en anordning ifølge oppfinnelsen, fig. 2 er et enderiss av anordningen ifølge fig. 1, fig. 3 et toppriss av anordningen ifølge fig. 1, mens fig. 4 viser i snitt og i større målestokk en detalj i nærheten av en av anordningens stråleinnretninger, ved anordningen ifølge fig. 1. ' Fig. 5 viser skjematisk et aksialt lengdesnitt gjennom en annen utførelse av oppfinnelsen, særlig innrettet til fremdrift av fartøyer gjennom fluider, fig. 6 viser et snitt langs linjen 6-6 på fig. 5, fig. 7 viser i snitt et parti av en alternativ ut-førelse med alternative stråleinnretninger, fig. 8 et detalj-snitt langs linjen 8-8 på fig. 7, og fig. 9 er et skjematisk per-spektivriss av et alternativt utformet dyseelement.

Utførelsen ifølge fig. 1 til 3

Som vist på fig. 1 har en fremdriftsanordning 10 iføl-ge oppfinnelsen en hovedkropp 12 med en hovedkanal 13 avgrenset ved en sidevegg 19. Anordningen tjener som pumpe til akselerering til strømmen av et hovedfluidum, såsom luft eller vann, som passe rer anordningen i retning av pilen 11 og har et fordelingskammer 14 som omgir kanalen og forsynes med et arbeidsfluidum under trykk fra et inntaksrør 15. Arbeidsfluidet kan være luft eller vann satt under trykk ved hjelp av en vanlig primærpumpe som ikke er vist. Kanalen er dannet ved meget nær hverandre anordnede hu-le kanaldeler, nemlig oppstrømsdel 16, mellomdel 17 og nedstrøms-del med tilsvarende oppstrøms-, mellom- og nedstrømspassasjer 20, 21 og 22. Passasjene er i flukt med hverandre og anordnet sym-metrisk om kanalens langsgående senterakse 24 og har omtrent samme tverrsnitt, slik at kanalen har i det vesentlige konstant tverrsnittsareal langs sin lengde. En oppstrøms rørdel 27 og en nedstrøms rørdel 28 er henholdsvis festet til oppstrøms og ned-strøms kanaldelene og er i forbindelse med disse. Oppstrøms rør-delen er nedsenket i eller matet med hovedfluidet som skal akse-lereres ved hjelp av anordningen 10, slik at røret tjener som inntaksdel.

En nedstrømskant 31 av oppstrømsdelen 16 er anordnet i avstand fra en tilstøtende motsatt oppstrømskant 32 av mellomdelen 17 med en mellom delene forløpende første aksial avstand 35 målt parallelt med aksen 24 som danner en primær stråleinnretning 37. Innretningen 37 forløper i omkretsretningen rundt et parti av hovedkanalen i det vesentlige innenfor et primært diametralplan 38 (brutt ytterlinje) orientert vinkelrett på aksen 24, slik at den danner en i det vesentlige kontinuerlig stråleinnretning eller omkretsdyse. Stråleinnretningen 37 er i forbindelse med fordelingskammeret 14 for å motta arbeidsfluidum under trykk og de motsatte kanter 31 og 32 som danner stråleinnretningen er avfaset og således innrettet til å slynge ut i. retning nedstrøms inn i hovedkanalen en konisk primærstråle 4 0 av arbeidsfluidum. Kantene 31 og 32 er utformet slik at strålen til å begynne med rettes konvergerende mot lengdeaksen 24 som skjærer konens teoretiske spiss 42. Konens vinkel (konvinkel lik halve toppvinkelen) 44 er i dette tilfelle omtrent 26 grader, men kan være mellom 15 grader og 4 5 grader. Strålen 4 0 som er antydet ved sine senter-linjer, er således til å begynne med orientert på skrå til sideveggen 19 og aksen 24 med vinkelen 44, men dette viser bare en teoretisk tilstand som bare opptrer når det ikke finnes hovedfluidum i kanalen 13. Spissens 42 stilling er bestemt teoretisk ved forlengelse av senterlinjene av diametralt motsatt beliggende partier av den første stråleinnretning 37 for å skjære hverandre på aksen 24. Denne teoretiske skjæring av strålene oppnås ikke under normal drift, fordi med en strålepumpe virkende i arbeidsfluidet kastet ut gjennom stråleinnretningen 37 induseres en strøm av hovedfluidet gjennom kanalen 13 i retning av pilen 11 og denne strøm forandrer strålemønsteret, slik at dette stort sett nærmer seg den form som med strekede linjer er antydet ved 48. Den teoretiske skjæring for vann benyttet som arbeidsfluidum vil kunne oppnås omtrentlig med forholdsvis stilleståen-de luft i kanalen. Stråleinnretningen 37 skal dessuten beskrives i forbindelse med fig. 4.

En oppstrømskant 51 av nedstrømsdelen 18 og en tilstø-tende motsatt nedstrømskant 52 av mellomdelen 17 er skilt fra hverandre ved et annet aksialt mellomrom 54 for dannelse av en sekundær stråleinnretning 55. Denne stråleinnretning strekker seg periferisk rundt et parti av hovedkanalen stort sett innenfor et sekundært diametralplan 57 (brutt linje) som forløper vinkelrett på aksen 24 og er i avstand i nedstrømsretningen fra planet 38, hvor avstanden er vist med 59. Vinkelen 44 og avstanden 59 er valgt slik at når det ikke finnes noen strøm av hovedfluidum

i kanalen 13, befinner den teoretiske spiss 42 for den koniske stråle 40 seg omtrent ved eller i senteret for det sekundære plan 57. Den sekundære stråleinnretning er også i forbindelse med fordelingskammeret 14 og mottar arbeidsfluidet under trykk, og de motsatte kanter 51 og 52, som danner stråleinnretningen 55,er avfaset og således innrettet til å slynge ut strålen nedstrøms i hovedkanalen i form av en konisk sekundær stråle av arbeidsfluidum 60. Kantene 51 og 52 er utformet slik at med ingen flui-dumstrøm i hovedkanalen er den sekundære koniske stråles 60 konvinkel på omtrent 7 grader, og korjens skjæring med kanalaksen og den teoretiske konspiss er ikke vist på tegningene. Vinkelen 61 mellom strålen og kanalens sidevegg er lik konvinkelen , og med anordningen i drift modifiserer hovedfluidumstrømmen i kanalen 13 den sekundære stråle 60, slik at den følger en modifisert strålebane stort sett som antydet med strekede linjer 64. Vinkelen 61 er valgt slik at den sekundære koniske stråle søker å redusere den ufordelaktige grensesjiktvirkning som opptrer på ned-strømssiden av hovedstråleinnretningen og kan nesten nærme seg parallellen til kanalsideveggen. Et praktisk område for vinkelen 61 ligger mellom 3 og 10 grader, men i-visse tilfelle vil dette område utvides.

Fordelingskammeret 14 har et indre og ytre hus hhv. 68 og 69 og innerhuset 68 omgir hovedkroppen 12 og er festet til denne ved hjelp av ringformede forbindere 72 hhv. 73. Ytterhuset 69 omgir et midtre parti av innerhuset 68 for dannelse av et før-ste ringformet fordelingskammer 74. Kammeret 74 har en innervegg 76 med flere åpninger 78. Et annet kammer 80 er dannet ved innerhuset 68, et parti av den hule kropp 12 og partier av forbinderne 72 og 73. Det andre fordelingskammer er i direkte forbindelse med den primære og den sekundære stråleinnretning 37 hhv. 55 og er gjennom hullene 78 i veggen 76 også i forbindelse med det første kammer 74. Radiale støttedeler 82 er anordnet stivt mellom innerhuset 68 og kanalmellomdelen 17 for å holde den sistnevnte i en sentral stilling og for å holde mellomdelen i flukt med kanalens oppstrømsdel og nedstrømsdel hhv. 16 og 18. Som vist på fig. 2 og 3 er inntaksrøret 15 forbundet stort sett tangentialt med kammeret 14 og har en senterakse 84 forløpende i vinkel 86 til kanalens senterakse 24. Arbeidsfluidet som strømmer inn i kammeret 14, kommer derfor inn i det vesentlige tangentialt og også i vinkel til aksen 24 med en stig-ningsvinkel omtrent lik vinkelen 86. Således frembringes et til-dels skrueformet strømningsforløp i det første kammer 74 og dette strømningsforløp antas å redusere inngangsturbulensen og dermed øke virkningsgraden. Hullene 78 i innerhuset 68 forandrer arbeidsfluidets strømningsretning til en i det vesentlige radial strøm, slik at arbeids fluidet som kommer inn i det andre kammer 80 stort sett ikke har skrueformet forløp, hvilket fører til i • det vesentlige langsgående strømning av arbeidsfluidet gjennom den første og den andre stråleinnretning. En svak skrueformet strømning gjennom stråleinnretningene kan imidlertid tilveiebringes og dette er ønskelig i visse tilfelle.

Et antall korte radiale rør 87 strekker seg fra partier av de ringformede forbindere 72 og 73 og rørene har et skrue-håndtak (ikke vist) for lett dreining av forbinderne i forhold til kammeret 14 for variasjon av stråleinnretningenes størrelse, hvilket skal forklares nærmere i forbindelse med fig. 4. Som best vist på fig. 2 omfatter .den ringformede forbinder 72 to like halvsirkelformede klemmer 88 og 89 som hver dekker omtrent 180 grader av hovedkroppen. Klemmenes tilstøtende ender er festet til hverandre ved hjelp av muttere og bolter 90 hhv. 91 for pas-sende innstilling av forbinderne. Størrelsen av stråleinnretningene, dvs. avstandene 35 og 54, bestemmer delvis strømmen av ar beidsfluidum gjennom stråléiririrétriingene og innstilles for oppnåelse av en hensiktsmessig strømning av hovedfluidum gjennom kanalen 13. Innstillingen av forbinderen 72 bevirker innstilling av mellomrommet 35 og uavhengig innstilling av forbinderen 73 bevirker innstilling av mellomrommet 54. Det maksimale tverrsnittsareal av stråleinnretningene tilsammen er mindre enn tverr-snittsarealet av inntaksrøret 15, slik at det sikres at tilstrekkelig arbeidsfluidum når stråleinnretningene.

Utførelsen ifølge fig. 4

Den halvsirkelformede klemme 89 har en innerflate 93 med innover åpait V-formet tverrsnitt med et klaringsspor 94 i • bunnen. Den ringformede forbinder 72 omfatter også indre og ytre ringer 95 hhv.96 med L-formet tverrsnitt som samvirker med de halvsirkelformede klemmer 88 og 89. Ringen 95 er festet til kanalens oppstrømsdel 16 og har én delvis konisk flate 97 som er stort sett komplementær til halvparten av innerflaten 93 av klemmen 89. Ringen 95 har også en omkretsbæreflate 98 med et ringfor-med spor 99 for innføring av en O-tetriingsring 100 som er i an-legg med husets 68 innerflate og hindrer lekkasje av fluidum mellom huset og ringen. Den ytre L-formede ring 9 6 har en delvis konisk flate 103 som er komplementær til den motsatte halvpart av innerflaten 93 av klemmen 89 og innergjenger 106 på sin indre ringflate og gjengene er i inngrep med yttergjenger på oppstrøms-endepartiet av innerhuset 68. Således er klemmens 89 innerflate 93 og en lignende flate av klemmen 88 i inngrep med de koniske flater av de indre og ytre ringer med L-formet tverrsnitt og tvinger ringene sammen for dannelse av en stiv forbindelse mellom dem.

For innstilling av den første stråleinnretnings mellomrom 35 løsnes klemmene 88 og 89 noe ved at man løsner mutterne og boltene 90,91 (bare fig. 2 og 3). Dreiehåndtaket (ikke vist) innsettes i et av rørene 87, slik at ytterringen 96 kan dreies i forhold til innerhuset 68. En slik dreining bevirker relativt langsgående bevegelse mellom huset 68 og den indre ring 95 som er i direkte forbindelse med kanalens oppstrømsdel 16. De radiale støtter 82 forbinder huset 68 med mellomdelen 17, slik at dreiningen bevirker en forandring av avstanden 35 mellom mellomdelen 17 og oppstrømsdelen 16, dvs. en forandring av stråleinnretningens eller dysens bredde. Innretningene 90 og 91 strammes på ny for fastlåsing av forbinderen 72 og en lignende prosedyre kan følges for innstilling' av størrelsen, av den andre stråleinnretning. Kanaldelene er således forbundet med hverandre slik at det er mulig å foreta en aksial bevegelse mellom kanaldelene innbyrdes for forandring av strålenes størrelse.

Nedstrømskanten 31 av kanaldelen 16 er avfaset slik at den er orientert på skrå til kanalaksen.24 med en vinkel 108 som utgjør omtrent 24 grader. Oppstrømskanten 32 av kanaldelen 17 er på lignende måte avfaset og anordnet i en vinkel 110 på omtrent 28 grader i forhold til aksen 24. Kanaldelenes avfasede kanter danner således partier av koner hvori vinklene 108 og 110 danner topp<y>inklene i konene som bestemmer avfasningskantene. Konvinkelen er valgt slik at nedstrømskanten danner en steilere vinkel med aksen 24 enn oppstrømskanten, slik at avstanden mellom de tilstøtende kanter avtar mot kanalen, hvorved det dannes en konvergerende stråle med en konvergeringsvinkel på omtrent 4 grader. Strålen har sin teoretiske senterlinje 40 orientert i vinkel 44 som som nevnt er nominelt omtrent 26 grader. Den minste avstand mellom stråleinnretningene er således ved utløpet innved kanalsideveggen 19. Den minste stråleavstand ved utløpet kan væ-re mellom ca. 0,25 mm og 2,5 mm avhengig av kravene. For et gitt fordelingskammertrykk som kan være mellom 3,5 kg/cm<2>og 10,5 kg/ cm 2, vil økningen av stråleinnretningens åpning øke strømmen gjennom dysene og redusere trykket i kammeret. Kammertrykket innstilles for oppnåelse av en ønsket hovedfluidum.strøm gjennom kanalen.

Som et eksempel på utførelsen kan nevnes en hovedkanal med diameter 25,4 cm, hvor stråleinnretningsgapene var 0,125 mm for begge stråleinnretninger og trykket i kammeret 6,3 kg/cm 2. En vannsøyle på 3,7 m ble holdt over en vannflate. Arbeidsfluidet var vann fra en vanlig sentrifugalpumpe drevet.med en 30 hk motor.

For normalt kammertrykk på opp til 10,5 kg/cm 2 ansees ca. 31 cm som maksimal kanaldiameter. Hvis kanaldiameteren økes vesentlig over denne verdi, er det å anta at inntrengningen av hovedstrålen i hovedfluidumstrømmen blir utilstrekkelig for ef-fektiv overføring av energi fra fluidum til fluidum. Når en større gjennomstrømning gjennom hovedkanalen er påkrevet, er det derfor å foretrekke å benytte en alternativ utførelse som er vist på fig. 5 og 6.

Den langsgående avstand 59 mellom strålene er temmelig kritisk og skal være slik at det sekundære' plan 57 er omtrent innved den teoretiske spiss 42 for den primære koniske stråle. Det skal nevnes at med vinkelen 44 på omtrent 26 grader som vist, er

avstanden 59 mellom stråleinnretningene omtrent lik kanalens diameter. Dette er en tilnærmelse og den beste plassering kan finnes ved forsøk. Anordningens effektivitet tilskrives nedsettelse av den ufordelaktige grensesjiktvirkning på nedstrømssiden av hovedstråleinnretningen, oppnådd ved hjelp av den sekundære stråleinnretning. Den sistnevnte innretning er orientert på skrå med den

spisse vinkel 61 for akselerering av hovedfluidumstrømmen i nærheten av. sideveggen 19 på nedstrømssiden av den sekundære stråleinnretning og som normalt strømmer betydelig langsommere enn hoved-strømmen, nemlig på grunn av grensesjiktvirkningen. Derfor reduserer den sekundære stråleinnretning tydeligvis den uønskede gren-ses j iktef f ekt og kan redusere turbulensen for økning av gjennom-strømningen gjennom kanalen. Det er vesentlig at den sekundære stråle er orientert til å være nesten parallell, dvs. stort sett parallell, med kanalens sidevegg , slik at den ikke rekker langt inn i hovedstrømmen, da effektiviteten av den sekundære stråleinnretning ellers ville bli vesentlig redusert.

De ovenfor nevnte trykk og dimensjoner er knyttet til bruken av anordningen med vann som arbeidsfluidum og hovedfluidum. Dette har sin anvendelse for pumping av vann med vann samt ved transport av faste stoffer eller gjenstander, såsom fisk i vannet,

og er å benytte hvor det finnes væskepumper til £• sette arbeidsfluidum under trykk. Alternativt kan en gass, så som luft, benyttes som arbeidsfluidum, men når en gass benyttes til å pumpe en

væske som hovedfluidum, vil det vanligvis kreves høyere kammertrykk for gassen. Alternativt kan både hovedfluidet og arbeidsfluidet være gas eller gasser og anordningen kan da brukes som en slags vifte til å trekke luft eller luft som inneholder faste stoffsuspensjoner, såsom i ekstraksjon av støv. Hvis en væske benyttes som arbeidsfluidum til å pumpe luft, f.eks. hvis det benyttes vann for å indusere en strøm i en eksosgasstrøm, kan partikle-ne fra eksosgassen skilles ut med væsken. Anordningen kan således benyttes som en gassrenser. Andre kombinasjoner av arbeidsfluidum og hovedfluidum kan være hensiktsmessige ved andre anvendelser.

Andre utførelser

Fig. 5 og 6

Fig. 5 og 6 viser en annen utførelse 115 av oppfinnelsen som er særlig egnet til bruk for fremdrift av fartøyer i vann eller for anvendelser som krever større strømningshastigheter eller strømningsmengder enn de som kan oppnås ved hjelp av bare en hovedkanal. Anordningen 115 har en hovedkropp 117 med en hovedka nal dannet ved en sidevegg 114 og en innerkropp 119 anordnet i hovedkanalen slik at det mellom dem er dannet en ringformet kanal 118 som omgir den indre kropp. Den ringformede kanal 118 har en midtsylinderflate 116 anordnet i like stor avstand fra og' mellom innerkroppen og hovedkroppen, hvor hovedkroppen 117 er utformet lik kroppen 12 på fig. 1 med i liten avstand fra hverandre anordnede hule kanaldeler, nemlig oppstrømsdel 120, mellomdel 121 og nedstrømsdel 122. Delen 120 danner et inntak og delen 122 danner et uttak eller utløp og de tre kanaldeler er i flukt med hverandre og har omtrent samme tverrsnitt. Hovedkroppen har primære og sekundære stråleinnretninger 124 og 125 anordnet i primære og sekundære diametralplan 127 hhv. -128 beliggende i langsgående avstand 113 fra hverandre og innrettet til å motta arbeidsfluidum under trykk fra et fordelingskammer eller en manifold 126. Arbeidsfluidet føres til manifolden fra et innløpsrør 129 og føres til stråleinnretningen gjennom en perforert skjerm 123. Konstruksjonen av stråleinnretningene på hovedkroppen er stort sett slik som ved anordningen 10 på fig. 1.

Innerkroppen 119 har lignende i avstand fra hverandre beliggende oppstrøms-, mellomliggende og nedstrømskroppdeler hhv. 130,131 og 132, som er i flukt med, hverandre og har omtrent samme tverrsnitt, slik at den ringformede kanal har stort sett konstant tverrsnittsareal langsetter sin lengde. Innerkroppens ender er tilspisset for reduksjon av turbulens og motstand. Innerkroppen har en indre primær stråleinnretning 133 som strekker seg rundt endel av innerkroppen og er dannet ved en aksial avstand 142 mellom en nedstrømskant 134 av den tilstøtende oppstrømsdel 130 og en motsatt tilstøtende oppstrømskant 135 av den mellomliggende kroppdel 131. Innerkroppen har også en indre sekundær stråleinnretning 136 som strekker seg i omkretsretningen rundt . et parti av innerkroppen og er anordnet nedstrøms fra stråleinnretningen 133. Innretningen 136 er dannet ved en aksial avstand 145 mellom en oppstrømskant 138 av nedstrømsdelen 132 og en tilstøtende motsatt nedstrømskant 13 9 av den mellomliggende del 131. De indre primære og sekundære stråleinnretninger 133 og 136 er adskilt radialt innover fra hovedkroppens 117 stråleinnretninger 134, 125 og er stort sett anordnet innenfor de primære og sekundære plan 127 hhv. 128. De motsatte kanter av de indre kroppsdeler er avfaset for dannelse av konvergerende og nedstrømshellende stråleinnretninger i likhet med stråleinnretningene for hovedkanalen. Det kan også være anordnet innretninger (ikke vist) til å forandre størrelsen av de indre stråleinnretninger.

Innerkroppen har en indre manifold 137 dannet ved en perforert sylindrisk skjerm 140 og en ytre manifold 141 dannet ved et ringformet mellomrom mellom den perforerte skjerm 140 og den angjeldende tilstøtende indre del av innerkroppen. Radiale støtter 143 strekker seg mellom skjermen 140 og de indre inner-kroppdeler for understøttelse av delene innbyrdes. Innerkroppen 119 understøttes ved sin fremre ende av flere fremre radialstøt-ter 144 og ved den bakre ende av flere lignende bakre radialstøt-ter 146. Støttene 144 holder kanaler 149 som er i forbindelse med den indre manifold 137 og med en ytre fremre manifold 151. Lignende kanaler 153 finnes i de bakre støtter 146 som er i forbindelse med en aktre eller bakre manifold 154. Langsgående rør 156 og 157 strekker seg fra inntaksrøret 129 for matning av de ytre mani-folder 151 og 154 som igjen tilfører arbeidsfluidum til den indre manifold 137 i kroppen 119. Den ytre manifold er i forbindelse med de indre stråleinnretninger som således mottar arbeidsfluidum under trykk på lignende måte som stråleinnretningene 124 og 125 i hovedkroppen.

De primære og sekundære, stråleinnretninger 124 og 125 i hovedkroppen er innrettet til å sende ut i retning nedstrøms inn i den ringformede.kanal 118 primære og sekundære koniske stråler 110 og 162 av arbeidsfluidum. Strålene forløper på skrå innover med vinkler 158 hhv. 159 og konvergerer som vist med strekede linjer som gjengir strålenes koner. De indre primære og sekundære stråleinnretninger 133 og 136 i innerkroppen 119 er på lignende måte innrettet til å sende ut nedstrøms og utover inn i den ringformede kanal indre primære og sekundære koniske stråler 164 og 166, vist med strekede linjer. Disse stråler forløper på skrå med kanalens sylinderflate 116, idet de danner en vinkel .165 som stort sett er lik vinkelen 158 for hovedkanalens primære stråleinnretning 124, slik at de til å begynne med konvergerer mot et teoretisk snittsted 163 med stråleinnretningens 124 koniske stråle 160. Det teoretiske snitt 163 ligger nær sylinderflaten 116. Likedan er den indre sekundære koniske stråle 16 6 til å begynne med orientert på skrå til sideveggen av innerkroppen under dannelse av en forholdsvis spiss vinkel 167 som stort sett er lik vinkelen 159 for den sekundære stråleinnretning 125 i hovedkanalen. Således danner de primære og sekundære stråleinnretninger av hovedkanalens radialt motsatte partier og innerkroppen stort sett komple-mentært koniske stråler av arbeidsfluidum som er orientert på skrå i forhold til hverandre hvis det ikke finnes noen hovedfluidum-strøm, slik at de komplementære stråler konvergerer og skjærer hverandre i midtsylinderflaten 116, men det teoretiske snitt er bare vist for strålene 160 og 164. Det er å bemerke at den langsgående avstand 113 mellom de primære og de sekundære stråleinnretninger og vinklene 158 og 165 for de primære stråleinnretninger er slik at de teoretiske, koniske stråler 160, 164 konvergerer i det teoretiske skjæringssted 163 som stort sett ligger innenfor det diametrale sekundærplan 128 som både inneholder de sekundære stråleinnretninger 125 og 136. I likhet med anordningen 10 ifølge fig. 1 oppnås ikke den teoretiske skjæring når et hovedfluidum strømmer gjennom kanalen 118, fordi de teoretisk-koniske stråler 160, 162, 164 og 166 avbøyes til mer eller mindre kurveformede ba-ner som vist med strekede linjer hhv. 160,1, 162,1, 164,1 og 166,1.

Således er ved utførelsen ifølge fig. 5 stråleinnretningene 124 og 133 i kroppene 117 og 119 analoge med de diametralt motsatte partier av stråleinnretningene 37 i utførelsen ifølge fig. 1 og likedan er de sekundære stråleinnretninger 125 og 136 analoge til diametralt motsatte partier av stråleinnretningen 55 ved utførelsen ifølge fig. 1. Ved begge utførelser er de sekundære stråleinnretninger rettet på å redusere uønskelige grenssjikt-virkninger innved nedstrømspartiene av hhv. den indre og den ytre kropp. Anordningen 115 kan anordnes på et sjøfartøy i en uhindret stilling under vannlinjen, slik at det tilveiebringes en forholdsvis uhindret strøm inn i inntaket og ut fra uttaket.

Utførelsen ifølge fig. 7- 9

En alternativ konstruksjon for den primære og sekundære stråleinnretning er å tilveiebringe et antall dyser anordnet i omkretsavstand fra hverandre rundt kanalens sidevegg' og stort sett innenfor planet for den respektive stråléinnretning. Denne alternative konstruksjon tilveiebringer en diskontinuerlig stråleinn retning forskjellig fra 'og som'ét substitutt for den kontinuerlige stråleinnretning ifølge fig. 1 og 5.

På fig. 7 er vist en alternativ kanal 170 med en sidevegg 171 som kan være et kontinuerlig rør med konstant tverrsnitt. En dyse 173 av en alternativ primær stråleinnretning 174 er anordnet i et primært dyseelement 176. Det sistnevnte har i avstand fira hverandre anordnede indre og ytre parallelle endevegger 178,179 og en kanaT eller passasje 181 forløpende på' skrå mellom endeveggene. Passasjen er orientert på skrå til endeveggene med en vinkel 182 som er lik konvinkelen for den primære stråleinnretning (ikke vist)dvs. passasjen 181 skråner nedstrøms mot sideveggen 171 med en vinkel mellom 15 og 45 grader. Dyseelementet er festet til en ytre flate 184 av kanalen og kanalens sidevegg har en på skrå.anordnet åpning 186 på linje med passasjen 181 i dyseelementet og innenfor et plan som inneholder kanalens senterakse (ikke vist). Elementet har tilstrekkelig dybde for sammen med åpningen 186 å tilveiebringe en dyse med tilstrekkelig lengde for å rette en primær konisk stråle av arbeidsfluidum inn i hovedkanalen og likedan med strålene i de ovenfor omtalte stråleinnretninger for konvergering innover mot den teoretiske spiss av pri-mærstrålens kon.

En alternativ sekundær stråleinnretning 190 har et lignende sekundært dyseelement 192 som likeså har.en passasje 193 anordnet i spiss vinkel 194 med kanalsideveggen, f.eks. 3 til 10 grader, og som således er stort sett ekvivalent' med den sekundære stråleinnretning ifølge fig. 1. Som vist på fig. 8 strekker et antall lignende dyseelementer seg periferisk rundt hovedkanalen og to ytterligere elementer 188 og 189 er vist. Den periferiske avstand mellom tilstøtende dyseelementer og dyseboringene er tilstrekkelig til å tilveiebringe en strøm av arbeidsfluidum med lignende størrelse som strømmen frembragt med den kontinuerlige dyseinnretning ifølge fig. 1. Aksene 197,198,199 for dyseelemen-tene 188,192,189 er vist anordnet radialt i forhold til kanalsideveggen 171. Flere slite dyseelementer er således anordnet i de respektive primære og sekundære plan 195 og 196 som inneholder de primære og sekundære stråleinnretninger som virker på lignende måte som de ovenfor forklarte.

En manifold 200 for arbeidsfluidum strekker seg periferisk rundt hovedkanalens sidevegg og omgir både de primære og de sekundære dyseelementer og mottar arbeidsfluidum under trykk gjen nom et aksialt anordnet innløpsrør 201. Således tilføres arbeids-■ fluidum samtidig til den primære og den sekundære stråleinnretning og passerer dem i en mengde som er proporsjonal med dysens størrel-se som kan innstilles etter de rådende krav. Passasjene er for-trinnsvis tilspisset innover på lignende måte som tilspissingen av de primære og sekundære stråleinnretninger på fig. 1.

På fig. 9 kan dyseelementet 176 sees som danner en del av en sylinder med på skrå tilskårne endevegger. En enkel måte å danne dyseelementet på er å skjære på skrå et tykkvegget rør i flere'rørseksjoner med parallelle ender for dannelse av dyseelementer som deretter kan hver for seg sveises til kanalens sidevegg på de riktige steder og med den riktige helling. Boringen av røret virker da som pilothull eller styrehull for boring av dyseboringen gjennom elementet og samtidig gjennom kanalsideveggen. Det må nevnes at hver seksjon av røret kan være anordnet i hvilken som helst vinkel til sideveggen 171, og med dysen således boret kan dysens akse danne en svak skruestigningsvinkel, som vist på fig. 8 for den sekundære stråledyseinnretningsakse ved 197,1, 198,1 og 199,1. Denne anordning vil tilveiebringe en svak skrueformet strømning gjennom kanalen som er fordelaktig når det transporteres faste stoffer langs grunne kanaler, idet den ned-setter stoffenes tendens til bunnfelling. For å redusere antall skrå skjæringer som kreves for fremstilling av dyseelementer/kan det tykkveggede rør være skåret på skrå i lengre seksjoner som deretter skjæres med et vinkelrett kutt, som vist med den strekede linje 203 på fig. 7. Derved fåes to dyseelementer med en skrå skjæring og en rettvinklet skjæring, hvilket forenkler fremstil-lingen og bevirker at passasjen i elementet bare forløper på skrå i forhold til den indre vegg.

Konstruksjonen ifølge fig. 7-9 kan være mer økonomisk

å fremstille og mere elastisk og anvendelig og kan kreve mindre vedlikehold enn utførelsen ifølge fig. 1, men kan også som følge av diskontinuiteten i stråleinnretningene vise seg å ha mindre effektivitet enn den førstnevnte.

Claims (11)

1. Fluidumfremdriftsanordning (10,115) for akselerering av strømmen av et hovedfluidum som passerer anordningen, hvilken anordning har en hovedkropp (12,117) , karakterisert ved a) en hovedkanal (13) med en kanalsenterakse (24) og som er avgrenset ved en kanalsidevegg (19,114), b) en primær stråleinnretning (37,124,174) innrettet til å motta arbeidsf luidum under trykk, hvor stråleinniretningen strekker seg periferisk rundt et parti av hovedkanalen stort sett innenfor et primært plan (38,127,195) anordnet vinkelrett på kanalaksen og innrettet til å sende ut nedstrøms inn i hovedkanalen en primær konisk stråle (40,160) av arbeidsfluidum som til å begynne med er orientert på skrå til kanalens senterakse med en konvinkel (halv toppvinkel) (44,158,182) på mellom omtrent 15 og 45 grader for å konvergere til å begynne med innover stort sett mot konens teoretiske spiss (42) ved eller på den nevnte senterakse, c) en sekundær stråleinnretning (55,125,190) innrettet til å motta arbeidsfluidum under trykk og som strekker seg periferisk rundt et parti av hovedkanalen stort sett innenfor et sekundært plan (57,129,196) anordnet vinkelrett på kanalaksen og som er innrettet ±il å sende ut nedstrøms i hovedkanalen en sekundær konisk stråle (60,162) av arbeidsfluidum, hvor den sekundære stråleinnretning er anordnet nedstrøms (59,113) av den primære stråleinnretning med et senter av det sekundære plan beliggende stort sett på eller ved den teoretiske spiss for den primære stråles kon, hvor den sekundære stråleinnretning er innrettet til å sende den sekundære koniske stråle på skrå til kanalens sidevegg med en forholdsvis spiss vinkel (61,159,194).'

2. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at a) kanalen har i det vesentlige konstant tverrsnittsareal, b) den relativt spisse vinkel (61,159,194) for strålen fra den sekundære stråleinnretning er mellom 3 og 10 grader.

3. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at den omfatter a) en manifold (14 ,.126) eller et f ordelingskammer for arbeidsf luidum forlø pende rundt kanalen og som er i forbindelse med den primære og den sekundære stråleinnretning for tilførsel av arbeidsfluidum under trykk til de primære og sekundære dyseinn-retninger.

4. Anordning ifølge krav 1, karakterisert ved at a) den hule kropps kanal er formet ved i meget liten avstand fra hverandre anordnede hule kanaldeler, nemlig oppstrømsdel (16, 120), me l-l omdel . (17 ,121) og nedstrø msdel (18,122), hvilke kanaldeler har likt tverrsnittsareal og er anordnet konsentrisk om kanalens senterakse, b) den primære dyseinnretning er dannet ved en aksial avstand (35) mellom en nedstrømskant (31) av oppstrømskanaldelen og en motsatt tilstøtende oppstrømskant (32) av mellomkanaldelen for således å danne en i det vesentlige kontinuerlig primær stråleinnretning, c) sekundærstråleinnretningen er dannet ved en aksial avstand (54) mellom en oppstrømskant (51) av nedstrømskanaldelen og en tilstøtende motsatt nedstrømskant (52) av mellomkanaldelen, således dannende en i det vesentlige kontinuerlig sekundær stråleinnretning, d) kanaldelenes kanter som danner stråleinnretningene, er avfaset slik at de er orientert på skrå til kanalens akse og danner partier av koner som er sentrert på kanalaksen.

5. Anordning ifølge krav 4, karakterisert ved at kanaldelene er forbundet slik med hverandre at det tilla-tes relativ aksial bevegelse mellom kanaldelene, slik at avstanden mellom kantene av de tilstøtende kanaldeler er innstillbar aksialt for variering av størrelsen av stråleinnretningene og således variering av strømmen av arbeidsfluidum inn i hovedkanalen.

6. Anordning ifølge krav 5, karakterisert ved at vinklene (108,110) av konene som bestemmer de tilstøtende kanter av en bestemt stråleinnretning, er valgt slik at avstanden mellom de tilstøtende kanter av en stråleinnretning avtar mot kanalaksen for frembringelse av en konvergeringsstråle.

7. Anordning ifølge krav 1 med primære og sekundære dyse-innretninger, karakterisert ved at innretningene har et antall dyser (173) anordnet i innbyrdes avstand periferisk rundt sideveggen av kanalen bg i det vesentlige innenfor planet (195,196) av den angjeldende stråleinnretning, hvor den primære stråleinnretnings dyser har akser (197,198,199) forløpende på skrå til den tilstøtende kanalsidevegg (171) med en vinkel som stort sett er lik konens konvinkel (halve toppvinkel) og at den sekundære stråleinnretningsdyser har akser forløpende på skrå til den tilstøtende kanalsidevegg med en hellingsvinkel mellom 3 og 10 grader.

8. Anordning ifølge krav 7, med primære og sekundære stråleinnretninger, karakterisert ved at den omfatter a) et antall dyseelementer (176,192) anordnet i innbyrdes periferisk avstand rundt en ytterflate (184) og kanalen nær de primære og sekundære plan, hvor hvert element som har adskil-te indre og ytre endevegger (178,179) og en passasje (181) strekker seg fra og på skrå til den indre endevegg med en vinkel som er lik vinkelen for vedkommende stråleinnretnings ak-se, hvor den indre endevegg av hvert element er festet nær kanalens ytterflate, b) kanalens sidevegg har et antall på skrå anordnede åpninger (186) som hver er på linje med en respektiv passasje i dyseelementet for dannelse sammen med den respektive passasje av en dyse av stråleinnretningen.

9. Anordning ifølge krav 1, omfattende en innerkropp (119) anordnet innenfor hovedkanalen for dannelse av en ringformet kanal (118) som omgir innerkroppen som mottar arbeidsfluidum under trykk, karakterisert ved a) en indre primær stråleinnretning (13 3) som forløper periferisk rundt et parti av innerkroppen og mottar arbeidsfluidum under trykk og som er anordnet i det vesentlige innenfor primærplanet (127) og er innrettet til å sende ut nedstrøms inn i ringkanalen en indre primær konisk stråle (164) av arbeidsfluidum som til å begynne med er orientert på skrå til kanalens senterakse med en vinkel (165) som stort sett er lik vinkelen (158) av hovedkanalens primære stråleinnretning for til å begynne med å konvergere mot et teoretisk snitt (163) med den koniske stråle (160) av den primære stråleinnretning i hovedkanalen, hvor det teoretiske snitt ligger omtrentlig på midten av den ringformede kanal, b) en indre sekundær stråleinnretning (136) anordnet nedstrøms for. den indre primære stråleinnretning og forløpende periferisk rundt et parti av innerkroppen og som mottar arbeidsfluidum under trykk som er anordnet i det vesentlige innenfor det sekundære plan (128) og er innrettet til å sende ut nedstrøms inn i ringkanalen en indre sekundær konisk stråle (162) av arbeidsf luidum, hvilken indre sekundære stråleinnretning er innrettet til å sende den indre sekundære koniske stråle på skrå til innerkroppens sidevegg med en forholdsvis spiss hellingsvinkel (167) som stort sett er lik vinkelen (159) for hovedkanalens sekundære stråleinnretning.

10. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at a) innerkroppen er formet av i ganske liten avstand anordnede, på linje med hverandre anbragte oppstrøms- (130) , mellom- (131) og nedstrøms-(132)kroppdeler, b) den indre.primære stråleinnretning er dannet ved en aksial kla-ring eller avstand (142) mellom en nedstrømskant (134) av den oppstrøms indre kroppdel og en tilstøtende motsatt oppstrøms-kant (135) av den mellomliggende indre kroppdel, c) den indre sekundære stråleinnretning er dannet ved en aksial avstand (145) mellom en oppstrømskant (138) av den indre ned-strøms kroppdel og en tilstøtende motsatt nedstrømskant (131) av den mellomliggende indre kroppdel.

11. Anordning ifølge krav 9, karakterisert ved at den ringformede kanal mellom innerkroppen og sideveggen av hovedkanalen har et i det vesentlige konstant tverrsnittsareal.