DE10126482A1 - Wasserver- und entsorgungsvorrichtung, insbesondere für außenluftunabhängige Dieselmotorenanlagen - Google Patents

Abstract

Eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Förderung eines Fluids aus einem System mit höherem Druck in ein System mit niedrigerem Druck und der gleichen Menge Fluids vom niedrigen Druckniveau in das System mit höherem Druck besteht aus zwei Verdrängerpumpen, die in einer Kombination gegensinnig miteinander verbunden angeordnet und über einen gemeinsamen Antrieb beaufschlagbar sind. Die Pumpen können als Schraubenspindelpumpen ausgebildet sein, die über ein Verbindungsgetriebe miteinander verbunden sind, oder aber als Drehschieberpumpen, die über eine gemeinsame Achswelle miteinander verbunden sind. Insbesondere bilden sie eine Wasserver- und -entsorgungsvorrichtung für ein außenluftunabhängiges Dieselantriebsaggregat, das als Antriebsaggregat für Unterseeboote ausgebildet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur gleichzeitigen Förderung eines Fluids aus einem System mit höherem Druck in ein System mit niedrigerem Druck und der gleichen Menge Fluids vom niedrigen Druckniveau in das System mit höherem Druck mittels Förderpumpen.

Vorrichtungen dieser Art sind unter anderem im Zusammenhang mit außenluftunabhängigen Dieselmotoren, auch als Kreislaufdiesel oder Closed Cycle Diesel (CCD) bezeichnet, bekannt geworden. Derartige Dieselaggregate gelten insbesondere als potentieller Antrieb für Unterseeboote und wurden bereits auf verschiedenen Erprobungsträgern getestet. Neben einem modifiziertem Dieselmotor besteht eine solche Kreislaufdieselanlage im wesentlichen aus einem Absorber, in dem die Motorabgase mit Seewasser vermischt werden und sich das in diesen enthaltene Kohlendioxid im Seewasser löst, sowie einer Wasserver- und -entsorgungsvorrichtung der eingangs genannten Art, häufig auch als Water- Management-System bezeichnet.

Letzteres ist die mit Abstand größte Komponente einer solchen Kreislaufdieselanlage. Mithilfe dieser Vorrichtung wird das für den Prozess der Abgasbeseitigung benötigte Seewasser tauchtiefenunabhängig von außenbords zum Absorber gefördert und, nach erfolgter Aufnahme der Motorabgase im Seewasser, wieder nach außenbords verbracht. Zu diesem Zweck ist die Vorrichtung in der Regel als Freikolbenmaschine mit einer Hubschiebersteuerung konzipiert und nutzt dabei den Effekt, dass Wasser nahezu inkompressibel ist und dass deshalb beim Austausch gleich großer Wasservolumina unterschiedlichen Druckes kaum Verdichtungsarbeit verrichtet werden muss.

Eine bekannte Vorrichtung dieser Art, wie sie beispielsweise auf dem Erprobungsträger "Ex-U1" zum Einsatz kam, ist bei einem Fördervolumen von etwa 185 m³/h mit sechs Kolben ausgerüstet, die in drei Scheiben angeordnet sind. Zusätzlich zu dieser Vorrichtung sind bei der bekannten Anlage zwei Kreiselpumpen mit einer Drehzahlregulierung als Systempumpen vorgesehen.

Aufgrund ihrer Gussbauweise und ihres komplizierten Aufbaus ist diese bekannte Vorrichtung jedoch vergleichsweise aufwendig zu fertigen. Deshalb wurde bereits unter der Bezeichnung Hauge WMS ein alternatives System vorgeschlagen, das einfacher aufgebaut und kleiner ist und das nach dem Prinzip eines sogenannten Comprex- Laders arbeitet.

Aufgabe der Erfindung ist es, eine Wasserver- und -entsorgungsvorrichtung der eingangs genannten Art so auszubilden, dass sie einen einfachen Aufbau aufweist und mit möglichst geringem Energieaufwand zu betreiben ist und dass sie insbesondere als tauchtiefenunabhängiges Water-Management-System für den Absorber einer als Antrieb für Unterseeboote dienenden Kreislaufdieselanlage einsetzbar ist.

Die Erfindung löst diese Aufgabe dadurch, dass bei einer derartigen Vorrichtung zwei Verdrängerpumpen in einer Kombination gegensinnig miteinander verbunden ange­ ordnet sind. Bei diesen Verdrängerpumpen handelt es sich vorzugsweise um Schraubenspindelpumpen oder um Drehschieberpumpen, die zu einem Water- Management-System zusammengefasst sind.

Die beiden Pumpen sind dabei im Falle von Schraubenspindelpumpen über ein Verbindungsgetriebe, im Falle von Drehschieberpumpen vorzugsweise über eine gemeinsame Achswelle miteinander verbunden. Mit Hilfe dieser Verbindung ist es möglich, über einen einzelnen Elektroantrieb Wasser mit der einen Pumpe in den Niederdruckkreislauf fördern und zugleich mit der zweiten Pumpe die gleiche Menge Wassers wieder nach außenbords zu fördern. Da diese zweite Pumpe keinen Druckaufbau gegen den Außendruck zu leisten braucht, muss der Antrieb lediglich die Arbeit zur Überwindung der inneren Widerstände in den Pumpen leisten und die erforderliche Strömungsenergie in den Rohrleitungen bzw. im Absorber aufbringen. Zusätzliche Systempumpen, wie sie bei den herkömmlichen Systemen notwendig sind, können bei der Vorrichtung nach der Erfindung entfallen. Ein wesentlicher Vorteil der erfindungsgemäßen Vorrichtung besteht darin, dass sie die Verwendung handels­ üblicher Komponenten und damit niedrige Entwicklungskosten, ein geringes Entwicklungsrisiko und zugleich eine hohe Verfügbarkeit ermöglicht. Ein weiterer Vor­ teil besteht in ihrer kompakten Bauweise. Schließlich ermöglicht diese Vorrichtung eine sehr gleichmäßige Strömung im Absorber bzw. nach außenbords, wodurch der Wasserschall äußerst niedrig gehalten wird und sich eine einfache Art der Durchflussregelung ergibt.

Neben diesem speziellen Anwendungsfall ist die Vorrichtung nach der Erfindung insbesondere auch für Meerwasserentsalzungsanlagen, Niederdruck­ kühlwassersysteme auf U-Booten sowie für Prozesswasseranlagen in Bergwerken geeignet.

Abschließend soll die Erfindung anhand eines in der Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert werden.

Die Figur zeigt den prinzipiellen Aufbau einer Kombination zweier Verdrängerpumpen als Water-Management System für einen Absorber einer Kreislaufdieselanlage, die beispielsweise als Dieselantriebsaggregat für ein Unterseeboot geeignet ist. Bei dem hier dargestellten Ausführungsbeispiel handelt es sich um zwei Schrauben­ spindelpumpen 1 und 2, die über ein Verbindungsgetriebe 3 gegensinnig miteinander verbunden sind. Über dieses Verbindungsgetriebe 3 sind die beiden Pumpen 1 und 2 von einen Elektroantrieb 4 antreibbar. Damit ist es möglich, mit der Pumpe 1 Wasser aus einem Hochdruckbereich, in diesem Fall dem das Unterseeboot umgebende Meer, in den Niederdruckkreislauf 5 des Absorbers 6 zu fördern, während mit der zweiten Pumpe 2 die gleiche Menge Wassers wieder nach außenbords gefördert wird, wobei die jeweilige Strömungsrichtung des Wassers in der Figur durch Pfeile angedeutet ist.

Claims (8)

1. Vorrichtung zur gleichzeitigen Förderung eines Fluids aus einem System mit höherem Druck in ein System mit niedrigerem Druck und der gleichen Menge Fluids vom niedrigen Druckniveau in das System mit höherem Druck mittels Förderpumpen, dadurch gekennzeichnet, dass zwei Verdrängerpumpen (1, 2) in einer Kombination gegensinnig miteinander verbunden angeordnet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (1, 2) über einen gemeinsamen Antrieb (4) beaufschlagbar sind.

3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Pumpen (1, 2) als Schraubenspindelpumpen ausgebildet sind, die über ein Verbin­ dungsgetriebe (3) miteinander verbunden sind.

4. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpen (1, 2) als Drehschieberpumpen ausgebildet sind, die über eine gemeinsame Achswelle miteinander verbunden sind.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß der Bereich höheren Fluiddruckes einen variablen Druck aufweist.

6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß das Fluid aus Wasser besteht.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als Wasserver- und -entsorgungsvorrichtung für ein außenluftunabhängiges Dieselantriebsaggregat ausgebildet ist.

8. Vorrichtung nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, daß das außenluftunabhängige Dieselantriebsaggregat in Form eines Kreislaufdiesels als Antriebsaggregat für Unterseeboote ausgebildet ist.