WO2012146236A4 - Propulsionsmittel für fluggeräte oder schiffe - Google Patents

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Abstract

Die Erfindung bezieht sich auf ein Propulsionsmittel für Fluggeräte oder Schiffe, welches einen Propeller mit Laufrad (1, 3, 4, 6, 15, 30, 40, 49), der radial oder halbaxial durchströmt wird. Dabei wird der Radius des Auslaufmedians (M2) des Propellers gegenüber dem des Einlaufmedians (M1) so vergrößert, dass Drallverluste verringert werden; ein Mantel (6) um die Beschaufelung (3, 32, 40) wird genutzt, um die radiale oder halbaxiale Strömung im Propeller in axiale Richtung umzulenken und somit einen zusätzlichen Schub in Fahrtrichtung zu erzeugen.

Claims

GEÄNDERTE ANSPRÜCHE
beim Internationalen Büro eingegangen am 20. Februar 2013
Propulsionsmittel für Fluggeräte oder Schiffe
Patentansprüche:
1. Propulsionsmittel bestehend aus einem drehbaren Rad mit einer Beschaufelung (=Propeller) und feststehenden Gestellteilen für Flugkörper oder Schwimmkörper oder andere Fahrzeuge und Geräte, die sich auf oder in Fluiden dadurch bewegen, daß dem zu bewegenden Körper oder Fahrzeug oder Gerät mit Hilfe des Propulsionsmittels ein Schub in die gewünschte Bewegungs- oder Hubrichtung erzeugt wird,
dadurch gekennzeichnet,
daß das Propulsionsmittel aus einer radialen oder halbaxialen Turbomaschine (1 ,2,3,4,5,6; 15,16; 30,31 ,32;40)41 ,42)43;49)50,51) besteht mit einem Laufrad (1 ,3,4,[6];15;30;40; [49];) mit einer Beschaufelung (3;32;40) und mit gestellfesten Teilen ( [6]; 16;31 ; 41 ,43; [49], 50;) , welche so aufgebaut und angeordnet ist, daß a) das aus der Umgebung zuströmende Fluid auf einem kleinerem mittleren Einströmradius (= Medianlinie M1) das Fluid aufnimmt und auf einem größeren mittleren Abströmradius (= Medianlinie M2) so in die Umgebung auslässt, daß bei den EULER sehen Geschwindigkeitsdreiecken auf der Medianlinie im Einlauf der Einströmwinkel zwischen u1 und a1 größer oder gleich ist wie der Abströmwinkel auf der Medianlinie im Auslauf zwischen u2 und a2 und/oder ,
b) die Beschaufelung (3;32;40) so gekrümmt ist, daß zunächst der Durchströmquerschnitt der Strömung in der Beschaufelung vergrößert und damit die Strömung verzögert und so sei statischer Druck vergrößert wird und dann wieder verkleinert und damit die Strömung wieder beschleunigt wird und
c) gestellfeste oder mitrotierende Einrichtungen (6;15,16;30;41 ,43;49) vorhanden sind, welche ein radiales Abströmen bei Schuberzeugern und ein axiales Abströmen bei Huberzeugem des Fluids verhindern und durch eine Flächenkrümmung die Umlenkkräfte der Strömung von radialer/halbaxialer Richtung in axiale/halbaxiale Richtung zu einer Verstärkung der Wirkkräfte und /oder Vergrößerung der Wirkflächen in Fahrt- oder Hubrichtung erreichen.
2. Propeller unter Patentanspruch 1 ,
zusätzlich dadurch gekennzeichnet,
daß die Umlenkkraft gegen gesteil- oder propellerfeste Flächen entgegen der Fahrtrichtung durch die Formgebung der Querschnittsfläche der Strömungskanäle minimiert wird und durch Ausformung des Auslassquerschnitts als Düsenauslass der Leistungsrückgewinn am Propeller maximiert wird.
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
3. Propeller unter Patentanspruch 1 oder 2,
zusätzlich dadurch gekennzeichnet,
daß das Laufrad mit einem ringförmigen, gestellfesten oder mit dem Laufrad drehenden, gegen die Strömung geneigten und gekrümmten Mantel (6;15;30;41 ;49) umgeben ist, der
1. eine radiale Abströmung des Fluids vom Laufrad verhindert und
2. so gekrümmt ist, daß das Fluid durch Umlenkung an der Innenseite des Mantels einen Zusatzschub in Fahrtrichtung erzeugt und entgegengesetzt zur Fahrtrichtung abströmt
4. Propeller unter mindestens einem der Patentansprüche 1 - 3,
zusätzlich dadurch gekennzeichnet,
daß der Mantel (6;15;30;41 ;49) an den Aussenenden der Beschaufelung (3;32) eine konvexe Außenseite aufweist, sodaß sich ein erhöhtes negatives Druckfeld wie bei der Oberfläche eines Flugzeugflügels bildet, welches bei drehendem Mantel noch verstärkt wird..
5. Propeller unter mindestens einem der Patentansprüche 1 - 4,
zusätzlich dadurch gekennzeichnet,
daß das Laufrad (1 ,3,4,40,42) einen mit dem Laufrad drehenden Mantel (6;15;41 ;49) um die Aussenenden der Schaufeln (3;40) aufweist, der mit einer kegelstumpfförmigen Innenseite so mit dem sich verjüngenden Durchmesser gegen die Strömungsrichtung des Umgebungsfluids geneigt ist, daß die durch die schnelle Drehung des Laufrades auf die Fluidteile im Beschaufelungsgitter des Laufrades erzeugt Fliehkraft so gegen Innenseite des Mantels (6;15;41 ;49) wirkt, daß eine Schubwirkung in Fahrtrichtung erfolgt.
6. Propeller unter mindestens einem der Patentansprüche 1 - 5,
zusätzlich dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaufeln (3;32) am achsennahen Ende an konvexen, stillstehenden Gestellflächen (2,5;16;31 ;43;50) entlangbewegt werden, um so eine erhöhte Strömungsgeschwindigkeit an diesen Flächen zu erzeugen.
7. Propeller unter mindestens einem der Patentansprüche 1 - 6,
zusätzlich dadurch gekennzeichnet,
daß durch die Größen der Querschnittsflächen des Kanals zwischen Mantel (6;15;30;) und Gestellfläche(2,5;16;31 ;50) der Fluiddruck im jeweiligen Kanalabschnitt für die dort gewünschten Drücke festgelegt wird.
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
8. Propulsionsmittel unter einem der Patentansprüche 1 - 7,
zusätzlich dadurch gekennzeichnet,
daß Regelelemente (21 , 51) vorhanden ist, mit welchen bei gegebener Drehzahl des Laufrades die Schubkraft des Propulsionsmittels verändert werden kann.
9. Propulsionsmittel unter Patentanspruch 8,
zusätzlich dadurch gekennzeichnet,
daß das Regelelement (21 ;51 ) die Auslassfläche des Schaufelkanals zwischen Mantel (6,49) und radialer Innenwand und dadurch die Abströmgeschwindigkeit des Fluids vom Laufrad verändert und/oder.an den Auslassenden der Beschaufelung
die Auslasswinkel des Fluids mit Hilfe von Verstellenden (21) verändert werden können.
10. Propulsionsmittel unter einem der Patentansprüche 1 -9,
zusätzlich dadurch gekennzeichnet,
daß es als Hubpropeller (15,16; 30,31 ,32) eingesetzt wird.
GEÄNDERTES BLATT (ARTIKEL 19)
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