DE102022003732A1 - Pump for pumping cooled liquid gas from a first container to a second container - Google Patents
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Abstract
Die Erfindung betrifft eine Pumpe (1) zum Fördern von gekühltem Flüssiggas von einem ersten Behälter zu einem zweiten Behälter, aufweisend:eine Fördereinrichtung (14) zum Fördern des Flüssiggases, wobei die Fördereinrichtung (14) in einem ersten Gehäuse (8) untergebracht ist, wobei das erste Gehäuse (8) von einem zweiten Gehäuse (6) so umgeben ist, dass zwischen dem ersten Gehäuse (8) und dem zweiten Gehäuse (6) ein Isolationsraum (10) zum thermalen Isolieren des ersten Gehäuses ausgebildet ist.The invention relates to a pump (1) for conveying cooled liquid gas from a first container to a second container, comprising: a conveying device (14) for conveying the liquid gas, wherein the conveying device (14) is accommodated in a first housing (8), wherein the first housing (8) is surrounded by a second housing (6) such that an insulation space (10) for thermally insulating the first housing is formed between the first housing (8) and the second housing (6).
Description
Die Erfindung betrifft eine Pumpe zum Fördern von gekühltem Flüssiggas von einem ersten Behälter zu einem zweiten Behälter gemäß dem Oberbegriff von Anspruch 1.The invention relates to a pump for conveying cooled liquid gas from a first container to a second container according to the preamble of
Aus dem Stand der Technik sind im allgemeinem Flüssiggaspumpen bekannt.Liquid gas pumps are generally known from the state of the art.
Beispielsweise offenbart
Problematisch bei der Förderung von Flüssiggas, wie insbesondere flüssigen Wasserstoff ist, dass durch die Förderung ein Wärmeeintrag stattfinden kann, was insbesondere beim Umfüllen des Flüssiggases, von einem Behälter in einen anderen Behälter, problematisch werden kann.The problem with the extraction of liquefied gas, especially liquid hydrogen, is that heat can be introduced during the extraction process, which can be particularly problematic when the liquefied gas is transferred from one container to another.
Dieser Wärmeeintrag kann zu einer Aggregatsänderung führen, so dass der zu fördernde flüssige Aggregatszustand in einen gasförmigen umgewandelt wird.This heat input can lead to a change in the aggregate so that the liquid aggregate state to be pumped is converted into a gaseous state.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Pumpe zum Fördern von gekühltem Flüssiggas bereitzustellen, die es erlaubt, das gekühlte Flüssiggas ohne Änderung seines Aggregatszustandes von einem Behälter zu einem zweiten Behälter zu fördern.The object of the invention is therefore to provide a pump for conveying cooled liquefied gas, which allows the cooled liquefied gas to be conveyed from one container to a second container without changing its state of aggregation.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit einer Pumpe mit den Merkmalen nach Anspruch 1 gelöst.This object is achieved according to the invention with a pump having the features of
Nach einem Aspekt der Erfindung wird eine Pumpe zum Fördern von gekühltem Flüssiggas von einem ersten Behälter zu einem zweiten Behälter bereitgestellt. According to one aspect of the invention, a pump is provided for conveying cooled liquid gas from a first container to a second container.
Die Pumpe weist eine Fördereinrichtung zum Fördern des Flüssiggases auf, wobei die Fördereinrichtung in einem ersten Gehäuse untergebracht ist. Das erste Gehäuse ist von einem zweiten Gehäuse so umgeben, dass zwischen dem ersten Gehäuse und dem zweiten Gehäuse ein Isolationsraum zum thermalen Isolieren des ersten Gehäuses ausgebildet ist.The pump has a conveying device for conveying the liquid gas, wherein the conveying device is accommodated in a first housing. The first housing is surrounded by a second housing such that an insulation space is formed between the first housing and the second housing for thermally insulating the first housing.
Unter einem gekühlten Flüssiggas ist hierbei jedes Gas zu verstehen, dessen Siedepunkt unterhalb 30 K liegt, insbesondere gekühlter Flüssigwasserstoff, der bei Normaldruck ein Siedepunkt bei etwa 20 K hat.A cooled liquefied gas is any gas whose boiling point is below 30 K, in particular cooled liquid hydrogen, which has a boiling point of about 20 K at normal pressure.
Die Fördereinrichtung ist hierbei auch insbesondere derart gestaltet, dass hierbei ein geringer Wärmeeintrag erfolgt. Das Fördern erfolgt bevorzugt über eine Radialpumpe, die für eine axiale Zuströmung und eine radiale Abströmung ausgebildet ist, was insgesamt eine besonders energiearme Förderung erlaubt.The conveying device is also designed in such a way that a low heat input occurs. The conveying is preferably carried out via a radial pump that is designed for an axial inflow and a radial outflow, which overall allows for particularly low-energy conveying.
Unter einer Fördereinrichtung ist hierbei insbesondere eine Verdrängereinrichtung zu verstehen. Die Verdrängereinrichtung kann ein Außenzahnrad, besonders bevorzugt ein Laufrad mit spiralförmigen Schaufeln mit einem Vorsatzläufer aufweisen.A conveying device is understood here to mean, in particular, a displacement device. The displacement device can have an external gear, particularly preferably an impeller with spiral blades with an impeller.
Die Fördereinrichtung ist derart dimensioniert, dass Fördermengen im Bereich von etwa 5 t/h bis 500 t/h unter Einbringung möglichst wenig Wärme, wie beispielsweise Reibung oder konduktive Wärmeübertragung, möglichst ausgeschlossen sind.The conveying system is dimensioned in such a way that conveying quantities in the range of approximately 5 t/h to 500 t/h are excluded while introducing as little heat as possible, such as friction or conductive heat transfer.
Mittels der erfindungsgemäßen Pumpe ist es möglich auch größere Mengen Flüssiggas insbesondere gekühlten Wasserstoff von einem ersten Behälter hin zu einem zweiten Behälter zu fördern, ohne dass es hier zu einer wesentlichen Aggregatszustandsänderung des gekühlten Flüssiggases bzw. des flüssigen gekühlten Wasserstoffes kommt.By means of the pump according to the invention, it is also possible to convey larger quantities of liquid gas, in particular cooled hydrogen, from a first container to a second container without there being a significant change in the state of aggregation of the cooled liquid gas or the liquid cooled hydrogen.
Dies hat den Vorteil, dass auch größere Mengen des gekühlten Wasserstoffs kostengünstig und sicher von einem ersten Behälter zu einem zweiten Behälter gepumpt werden können.This has the advantage that even larger quantities of cooled hydrogen can be pumped cost-effectively and safely from a first container to a second container.
Bei den Behältern kann es sich z.B. um Gastanks handeln, die auf Schiffen und / oder Kraftfahrzeugen angeordnet sind und die von dem fahrfähigen Gastank auf dem Schiff und / oder dem Kraftfahrzeug in einen stationären Gastank zu fördern sind.The containers may, for example, be gas tanks that are arranged on ships and/or motor vehicles and that are to be transported from the mobile gas tank on the ship and/or motor vehicle to a stationary gas tank.
Mit der erfindungsgemäßen Pumpe ist es möglich Flüssiggas, insbesondere flüssigen Wasserstoff, kostengünstig und sicher von einem Gastank zu einem anderen Gastank und/oder zu Gastanks von entsprechenden Verbraucheranlagen zu pumpen. Das Flüssiggas, insbesondere der flüssige Wasserstoff kann von entsprechenden Flüssiggasherstellvorrichtungen und/oder Wasserstoffherstellvorrichtungen stammen, die das Flüssiggas/den Wasserstoff vorab hergestellt haben und gegebenenfalls in den flüssigen Aggregatzustand gebracht haben.With the pump according to the invention it is possible to pump liquid gas, in particular liquid hydrogen, cost-effectively and safely from one gas tank to another gas tank and/or to gas tanks of corresponding consumer systems. The liquid gas, in particular the liquid hydrogen, can come from corresponding liquid gas production devices and/or hydrogen production devices which have previously produced the liquid gas/hydrogen and, if necessary, brought it into the liquid state.
Nach einer Ausgestaltung der Pumpe ist der Isolationsraum evakuierbar, so dass in dem Isolationsraum ein Vakuum ausbildbar ist.According to one design of the pump, the isolation chamber can be evacuated so that a vacuum can be formed in the isolation chamber.
Ein Isolationsraum, der evakuierbar ist, weist insbesondere den Vorteil auf, dass dadurch eine thermische Sperre ausgebildet werden kann, die die relevanten Formen einer Wärmeeintragung im Wesentlichen verhindern kann, so dass das Flüssiggas in seinem zu fördernden Aggregatszustand auch während des Pumpvorgangs, bevorzugt flüssig, verbleibt.An isolation room that can be evacuated has the particular advantage that it can form a thermal barrier that can essentially prevent the relevant forms of heat input, so that the liquid gas remains in its pumped state, preferably liquid, even during the pumping process.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Pumpe ist das erste und / oder das zweite Gehäuse mit einem Kühlmittel temperierbar.According to a further embodiment of the pump, the first and/or the second housing can be tempered with a coolant.
Unter einem Kühlmittel ist hierbei ein geeignetes Kühlmedium zu verstehen, das an die geeigneten Positionen des ersten und des zweiten Gehäuses gefördert werden kann, um entsprechend Wärme abzugeben und / oder aufzunehmen, so dass eine vorbestimmte Temperatur aufrechterhalten werden kann, so dass das zu fördernde Flüssiggas in seinen Aggregatzustand verbleibt.A coolant is understood here to mean a suitable cooling medium that can be conveyed to the appropriate positions of the first and second housings in order to release and/or absorb heat accordingly, so that a predetermined temperature can be maintained so that the liquid gas to be conveyed remains in its state of aggregation.
Das Kühlmittel kann auch eine entsprechende Heizleitung sein, die das entsprechende Gehäuse entsprechend temperiert, so dass die vorbestimmte Temperatur in der Pumpe aufrechterhalten werden kann.The coolant can also be a corresponding heating line, which tempers the corresponding housing accordingly so that the predetermined temperature in the pump can be maintained.
Die Kühlmittel können entweder in gesonderten und / oder in den gleichen Vorrichtungen an der Pumpe ausgebildet sein, so dass ein entsprechendes Kühlen bzw. Erwärmen möglich ist.The cooling means can be designed either in separate and/or in the same devices on the pump, so that appropriate cooling or heating is possible.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der Pumpe ist ein separates Kühlelement an dem ersten und / oder an dem zweiten Gehäuse angeordnet. Unter einem separaten Kühlelement ist hierbei insbesondere eine Kühleinrichtung zu verstehen, die das bereitgestellte Kühlmittel aufweist und / oder die damit verbundenen Gehäuse temperiert, so dass die vorbestimmte Temperatur aufrechterhalten werden kann.According to a special design of the pump, a separate cooling element is arranged on the first and/or on the second housing. A separate cooling element is understood here to mean in particular a cooling device which has the coolant provided and/or regulates the temperature of the housing connected to it so that the predetermined temperature can be maintained.
Zur Steuerung und/oder Regelung einer Temperierung mittels dem Kühlelement kann ein Steuer- bzw. Regelkreis mit geeigneten Detektionsmitteln bereitgestellt werden. Der Steuer- bzw. Regelkreis ist zum Steuern/Regeln des Kühlelements eingerichtet, so dass die vorbestimmte Temperatur aufrechterhalten werden kann.A control or regulating circuit with suitable detection means can be provided for controlling and/or regulating temperature using the cooling element. The control or regulating circuit is designed to control/regulate the cooling element so that the predetermined temperature can be maintained.
Das separate Kühlelement kann in einem zusätzlichen Abschnitt des jeweiligen Gehäuses ausgebildet sein und / oder in einem dritten Gehäuse an dem entsprechenden ersten oder zweiten Gehäuse ausgebildet sein.The separate cooling element can be formed in an additional portion of the respective housing and/or formed in a third housing on the corresponding first or second housing.
Nach einer besonderen Ausgestaltung der Pumpe weist der Isolationsraum einen Evakuierungsanschluss auf, der an dem zweiten Gehäuse ausgebildet ist.According to a special embodiment of the pump, the insulation space has an evacuation connection which is formed on the second housing.
Mit dem Evakuierungsanschluss ist es möglich, ein Vakuum in dem Isolationsraum auszubilden. Außerdem kann über den Evakuierungsanschluss mögliches Kondensat oder Leckage des Flüssiggases, beispielsweise aus dem ersten Gehäuse, ebenfalls evakuiert werden, so dass der Isolationsraum keine unnötigen Wärmeüberträger ansammelt.The evacuation connection makes it possible to create a vacuum in the insulation space. In addition, any condensate or leakage of liquid gas, for example from the first housing, can also be evacuated via the evacuation connection so that the insulation space does not accumulate unnecessary heat exchangers.
Der Evakuierungsanschluss kann an jeder geeigneten Position des zweiten Gehäuses ausgebildet sein, dass im Wesentlichen das Außengehäuse der Pumpe definiert.The evacuation port may be formed at any suitable position of the second housing that substantially defines the outer casing of the pump.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Pumpe weist die Fördereinrichtung eine Antriebswelle und eine Antriebseinheit auf, wobei die Antriebseinheit zu der Fördereinrichtung mit einem vorbestimmten Abstand beabstandet ist und mit dem Flüssiggas flutbar ist.According to a further embodiment of the pump, the conveying device has a drive shaft and a drive unit, wherein the drive unit is spaced from the conveying device by a predetermined distance and can be flooded with the liquid gas.
Die Fördereinrichtung kann eine Verdrängereinrichtung sein, wie beispielsweise ein Außenzahnrad und / oder ein Innenzahnrad, das eine möglichst energiearme Förderung des Flüssiggases erlaubt.The conveying device can be a displacement device, such as an external gear and/or an internal gear, which allows the liquid gas to be conveyed with as little energy as possible.
Insbesondere ist hier besonders vorteilhaft ein Schaufelrad mit einem Vorsatzläufer, so dass eine Beschickung der Fördereinrichtung in Axialdrehrichtung und eine Förderung radial dazu möglich ist, was eine energiearme Förderung des Flüssiggases erlaubt.In particular, a paddle wheel with an inlet rotor is particularly advantageous here, so that the conveying device can be fed in the axial direction of rotation and conveyed radially to it, which allows the liquid gas to be conveyed with low energy.
Außerdem sind die Antriebseinheiten und die Fördereinrichtung zueinander beabstandet, so dass eine Wärmeübertragung zwischen Fördereinrichtung und Antriebseinheit sehr gering bzw. unmöglich ist.In addition, the drive units and the conveyor system are spaced apart from each other so that heat transfer between the conveyor system and the drive unit is very low or impossible.
Zusätzlich ist der Bereich zwischen Fördereinrichtung und Antriebseinheit mit dem Flüssiggas flutbar, so dass auch dieser Bereich entsprechend temperiert werden kann.In addition, the area between the conveyor and the drive unit can be flooded with liquid gas so that this area can also be tempered accordingly.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Pumpe ist die Antriebseinheit mit einer Magnetkupplung mit der Antriebswelle kuppelbar.According to a further design of the pump, the drive unit can be coupled to the drive shaft with a magnetic coupling.
Dies bietet den Vorteil, dass die Antriebseinheit in einem separaten Gehäuse angeordnet sein kann bzw. in einem anderen Bauelement als das erste und zweite Gehäuse angeordnet sein kann, wobei die Kraftübertragung zwischen Antriebseinheit und Antriebswelle rein über die Magnetkupplung stattfindet. Dies bietet zusätzlich den Vorteil, dass eine entsprechende Wärmeübertragung durch die Antriebseinheit an sich und auch durch die Antriebsarbeit der Antriebseinheit an der Antriebswelle besonders gering ist bzw. komplett verhindert werden kann.This offers the advantage that the drive unit can be arranged in a separate housing or in a different component than the first and second housing, with the power transmission between the drive unit and the drive shaft taking place purely via the magnetic coupling. This also offers the advantage that the corresponding heat transfer through the drive unit itself and also through the drive work of the drive unit on the drive shaft is particularly low or can be completely prevented.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung wird der Evakuierungsbereich des Isolationsraumes von der Innenwandung des zweiten Gehäuses und von der Außenwandung des ersten Gehäuses definiert und die Innwandung und die Außenwandung sind mit einem vorbestimmten Abstand berührungsfrei zueinander angeordnet.According to a further embodiment of the invention, the evacuation area of the isolation chamber is separated from the inner wall of the second housing and from the outer wall of the first Housing is defined and the inner wall and the outer wall are arranged at a predetermined distance from each other without contact.
Dies hat den Vorteil, dass keine Wärmebrücken insbesondere im zu isolierenden Bereich des Gehäuses auftreten, die eine zusätzliche ungewünschte Wärmeeinbringung an das Flüssiggas bewirken könnten.This has the advantage that no thermal bridges occur, especially in the area of the housing to be insulated, which could cause additional undesirable heat to be introduced into the liquid gas.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Pumpe ist das erste Gehäuse von dem zweiten Gehäuse bei einem ersten Einlasskopplungsflansch zum Zuführen des flüssigen Gases zu der Fördereinrichtung, bei einem zweiten Auslasskupplungsflansches zum Auslassen des von der Fördereinrichtung geförderten Flüssiggases und / oder einem Durchgangsöffnungsansatz zum Durchführen einer Antriebsversorgungsleitung zueinander beabstandet gehalten.According to a further embodiment of the pump, the first housing is kept at a distance from the second housing at a first inlet coupling flange for supplying the liquid gas to the conveying device, at a second outlet coupling flange for discharging the liquid gas conveyed by the conveying device and/or a through-opening projection for passing through a drive supply line.
Die beabstandete Halterung an vorbestimmten Stellen schränkt die Anzahl der Wärmebrücken und des Wärmeeintrags an der Pumpe ein und mindert eine Aggregatszustandsänderung des zu fördernden Flüssiggases.The spaced mounting at predetermined locations limits the number of thermal bridges and heat input to the pump and reduces a change in the state of aggregation of the liquid gas to be pumped.
Die Antriebsversorgungsleitung ist insbesondere eine Stromleitung, über die elektrischer Strom an die Antriebseinheit befördert werden kann. Je nach verwendeter Antriebseinheit kann eine passende Antriebsversorgungsleitung verwendet werden.The drive supply line is in particular a power line through which electrical current can be supplied to the drive unit. Depending on the drive unit used, a suitable drive supply line can be used.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Pumpe weist die Fördereinrichtung ein Laufrad mit einem Vorsatzläufer auf, der zum Vermeiden von Kavitäten an dem Laufrad ausgebildet ist.According to a further embodiment of the pump, the conveying device has an impeller with an impeller which is designed to avoid cavities on the impeller.
Der Vorsatzläufer und das Laufrad können derart zusammen angeordnet werden, so dass Kavitäten vermieden werden können, die zu einem ungewünschten Verwirbeln des zu fördernden Mediums führen, was insbesondere zu einer Änderung des Aggregatszustandes des zu fördernden Mediums führen kann.The induction rotor and the impeller can be arranged together in such a way that cavities can be avoided that lead to undesirable turbulence of the medium to be conveyed, which can in particular lead to a change in the state of aggregation of the medium to be conveyed.
Vorzugsweise weist die Fördereinrichtung ein Laufrad mit Schaufeln, die von einer Tragscheibe und Deckscheibe umgeben sind, auf. Dem Laufrad kann zusätzlich ein Vorsatzläufer mit entsprechend gewundenen Schaufeln zugeordnet werden. Die Schaufeln des Laufrads und die Schaufeln des Vorsatzläufers sind für eine laminare Förderung ausgebildet.The conveying device preferably has an impeller with blades that are surrounded by a support disk and cover disk. The impeller can also be assigned a front rotor with correspondingly wound blades. The blades of the impeller and the blades of the front rotor are designed for laminar conveying.
Beides bedingt eine kavitätsfreie Förderung, was wiederum vorteilhaft für eine konstante Förderung des Flüssiggases im gleichen Aggregatszustand ist.Both require cavity-free conveying, which in turn is advantageous for constant conveying of the liquid gas in the same state of aggregation.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Pumpe weist das Laufrad spiralförmig verlaufende Schaufeln auf, die jeweils von einer Tragscheibe und einer Deckscheibe umgeben sind.According to a further design of the pump, the impeller has spiral-shaped blades, each of which is surrounded by a support disk and a cover disk.
Nach einer bevorzugten Ausgestaltung der Pumpe weist die Antriebseinheit des Laufrades einen Elektromotor auf, wobei der Rotor und / oder der Stator mit dem Flüssiggas in Kontakt stehen / steht.According to a preferred embodiment of the pump, the drive unit of the impeller has an electric motor, wherein the rotor and/or the stator are in contact with the liquid gas.
Der Elektromotor ist derart ausgebildet, dass er auch von dem gekühlten Flüssiggas geflutet werden kann.The electric motor is designed in such a way that it can also be flooded with the cooled liquid gas.
Dies bietet den Vorteil, dass der Elektromotor auch entsprechend resistent und wirksam gegen das gekühlte Flüssiggas ausgebildet ist, so dass eine Leckage von Flüssiggas hin zum Elektromotor sich nicht negativ auf die Pumpenleistung auswirken kann. Außerdem wird der Elektromotor entsprechend temperiert, so dass ein Wärmeeintrag über den Elektromotor vermieden werden kann.This offers the advantage that the electric motor is also designed to be resistant and effective against the cooled liquid gas, so that a leak of liquid gas to the electric motor cannot have a negative effect on the pump performance. In addition, the electric motor is tempered accordingly, so that heat input via the electric motor can be avoided.
Nach einer weiteren Ausgestaltung der Pumpe ist ein Kühlraum zum Kühlen des ersten Gehäuses und / oder des zweiten Gehäuses vorgesehen und / oder der Kühlraum umgibt wenigstens teilweise das erste Gehäuse und / oder das zweite Gehäuse.According to a further embodiment of the pump, a cooling chamber is provided for cooling the first housing and/or the second housing and/or the cooling chamber at least partially surrounds the first housing and/or the second housing.
Dies bietet den Vorteil, dass eine entsprechende Kühlung der Pumpe auch bei nicht für die Förderung von Flüssiggas geeigneten Umweltbedingungen möglich ist.This offers the advantage that appropriate cooling of the pump is possible even in environmental conditions that are not suitable for the pumping of liquefied gas.
Eine Förderung des Flüssiggases kann beispielsweise auch bei sehr hohen Temperaturen in den warmen Jahreszeiten erfolgen.For example, liquefied gas can also be extracted at very high temperatures in the warm seasons.
Die erfindungsgemäße Pumpe wird nachfolgend anhand einiger Ausführungsbeispiele der Pumpe unter Bezugnahme auf die beigefügten Figuren näher erläutert.The pump according to the invention is explained in more detail below using some embodiments of the pump with reference to the accompanying figures.
Es stellen dar:
-
1 eine Perspektivansicht der Pumpe zum Fördern von gekühltem Flüssiggas, -
2 eine Teilschnittansicht der Pumpe aus1 gemäßSchnittführung I-I aus 1 . -
3 eine Schnittansicht eines ersten Gehäuses der Pumpe aus2 ohne die zugehörige Fördereinrichtung und Antriebseinheit, und -
4 eine Teilschnittansicht der Fördereinrichtung aus2 mit der zugehörigen Antriebseinheit.
-
1 a perspective view of the pump for pumping cooled liquid gas, -
2 a partial sectional view of thepump 1 according to section II from1 . -
3 a sectional view of a first housing of thepump 2 without the associated conveyor and drive unit, and -
4 a partial sectional view of theconveyor system 2 with the associated drive unit.
Der Einlasskopplungsflansch 2 und der Auslasskopplungsflansch 4 sind zum fluiddichten Koppeln mit Kopplungsflanschen zugehöriger Schlauchleitungen ausgebildet.The
Alle Bauteile der Pumpe 1, die mit dem Flüssiggas in Kontakt kommen sollen, sind bevorzugt aus austenitischen Edelstahl wie V2A, V4A, Aluminium und/oder anderen Metalllegierungen, die für den Transport von Flüssiggas, insbesondere flüssigen Wasserstoff, geeignet sind.All components of the
Das zweite Gehäuse 6 ist mit seinen Innenwandungen in dem ersten Gehäuse 8 zu den Innenwandungen des ersten Gehäuses 8 beabstandet zu angeordnet, wie dies aus
Wie aus
Das Außengehäuse 6 bzw. das zweite Gehäuse 6 weist einen Antriebsgehäuseabschnitt 61 zum Unterbringen einer Antriebseinheit 24, einen Auslassgehäusekanalabschnitt 62, der einen Auslasskanal 82 des Innengehäuses 8 umgibt, einen Außengehäusekanaldeckel 64, der an eine demontierbare Außengehäuseabdeckung 63 angrenzt und Teile des Außengehäusekanalabschnittes 62 bedeckt, einen Außengehäusewannenabschnitt 65 und Außengehäusezuführrohrabschnitt 66 auf.The
Wie aus
Das Außengehäuse 6 ist im Wesentlichen einstückig ausgebildet, wobei zum Zugriff auf das Innengehäuse 8 und die zugehörigen Elemente, die dort untergebracht sind, im Wesentlichen nur die Außenabdeckung 63 und der Außengehäusedeckel 64 zerstörungsfrei mit den restlichen Außengehäuseabschnitten verbunden und für z.B. Wartungszwecke demontierbar sind.The
Die Außengehäuseabdeckung 63 ist mittels einer Schraubverbindung an dem Au-ßengehäusewannenabschnitt 65 über eine entsprechende Rinne, die einen Dichtbereich 101 definiert, verbindbar. Der Dichtbereich 101 ist zur Aufnahme einer durchgängigen Dichtung ausgebildet, so dass die statische Dichtfläche reduziert wird. Als Dichtung ist eine Flachdichtung aus Metall, wie z.B. Aluminium und/oder ein Dichtring aus PTFE oder PCTFE einsetzbar.The
Der Außengehäusedeckel 63 kann beispielsweise an dem Auslassgehäusekanalabschnitt 62 geklebt und / oder fluiddicht geschweißt sein. Wesentlich ist hierbei, dass die entsprechenden Montage- und Schraubverbindungen derart gegeneinander abgedichtet sind, dass eine Ausbildung eines Vakuums in dem Isolationsraum 10 zwischen dem ersten Gehäuse 8 und dem zweitem Gehäuse 6 möglich ist, so dass eine entsprechende thermische Isolierung des Bereichs der Pumpe 1, der mit dem zu fördernden gekühlten Flüssiggas geflutet wird, möglich ist.The
Wie ferner aus
Das Laufrad 14 weist bevorzugt spiralförmig verlaufende Schaufeln 19 auf, die oberhalb und unterhalb des von den Schaufeln definierten Förderkanals einer Tragscheibe 17 und Deckscheibe 19 bedeckt sind, wie dies auch in
Dem Laufrad 14 vorgeschaltet ist ein Vorsatzläufer 16, der eine Bildung von Kavitäten in dem zu fördernden Flüssiggas verhindern soll. Der Vorsatzläufer 16 ist bevorzugt auch mit spiralförmigen Schaufeln versehen, wie
Die Fördereinrichtung 14 ist über eine Antriebswelle 21 mit einer Antriebseinheit 25 verbunden.The
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist die Antriebseinheit 25 separat zu dem ersten Gehäuse 8 und zweiten Gehäuse 6 ausgebildet und mit der Antriebswelle 21 über eine Magnetkupplung zum Antreiben der Antriebswelle 21 koppelbar.In an embodiment not shown, the
Die Antriebseinheit 25 ist bevorzugt ein Elektromotor. Die Antriebseinheit 25 weist einen ringförmigen Stator 24 und einen stabförmigen Rotor 26 auf, der an der Antriebswelle 21 ausgebildet ist.The
Die Antriebseinheit 25 ist zu der Fördereinrichtung beabstandet angeordnet mittels einer Thermoabstandshülse 22. Die Thermoabstandshülse 22 kann aber auch so ausgebildet sein, dass die Antriebseinheit 25 benachbart und/oder direkt an die Fördereinrichtung 25 anschließt.The
Zwischen Fördereinrichtung 14 und der Antriebseinheit 25 und der Thermoabstandshülse 22 ist ein Montageflansch 18 ausgebildet, über den die Fördereinrichtung 14 drehbar gehalten wird. Der Montageflansch 18 wird von einer Montagehülse 20 an der Thermoabstandshülse 22 angeordnet, wie aus
In
Das erste Gehäuse 8 zum Unterbringen der Antriebseinheit 25 und der Fördereinrichtung 14 weist ein zylinderförmiges Antriebsgehäuse 81 zur Aufnahme der Antriebseinheit 25, einen Durchgangsöffnungsansatz 89 für eine Verkabelung für die Stromversorgung der Antriebseinheit 25, einen Montageabschnittsflansch 83, einen Laufradwannenboden 84, einen kreisförmigen Förderkanal 85, einen demontierbaren Laufradwannendeckel 86, einen Zuführrohrabschnitt 87 und eine Laufradwanne 800 auf.The
Zwischen dem Laufradwannendeckel 86 und dem Montageabschnitt des Förderkanals 85 ist eine Dichtungsstufe 80 ausgebildet, die am Umfangsabschnitt des Förderkanals ausgebildet ist. Die Dichtungsstufe 80 definiert auch einen Dichtbereich 100, der durchgängig ausgebildet ist.A sealing
Der Dichtbereich 100 ist zur Aufnahme einer durchgängigen Dichtung ausgebildet, so dass die statische Dichtfläche reduziert wird. Als Dichtung ist eine Flachdichtung aus Metall, wie z.B. Aluminium und/oder ein Dichtring aus PTFE oder PCTFE einsetzbar.The sealing
Ferner sind in der Dichtungsstufe 80 und in dem Laufradwannendeckel 86 Ausnehmungen für Befestigungsmittel 88 ausgebildet, so dass auf das Laufrad 14 für Wartungszwecke zugegriffen werden kann. Die Befestigungsmittel 88 können Schraubverbindungen, Nieten und/oder Schweißverbindungen sein.Furthermore, recesses for fastening means 88 are formed in the sealing
Im montierten Zustand bildender Laufradwannendeckel 86 und die Abschnitte aus Laufradwannenboden 84 und der Förderkanal 85 des ersten Gehäuses 8 eine Laufradwanne 800 aus.In the assembled state, the
In der Laufradwanne 800 ist die Fördereinrichtung 14 aus dem Laufrad 14 und Vorsatzläufer 16 angeordnet, so dass Flüssiggas damit zu einem Förderkanal 85 radial gefördert werden kann. Das Flüssiggas wird der Fördereinrichtung 14 in Achsrichtung der Rotationsachse A der Antriebswelle 21 über den Zuführrohrabschnitt 87 axial zugeführt.The conveying
Wie ferner aus
In dem in
In einem nicht dargestellten Ausführungsbeispiel ist ein Kühlraum zum Kühlen des ersten Gehäuses 8 und/oder des zweiten Gehäuses 6 vorgesehen. Der Kühlraum kann wenigstens teilweise das erste Gehäuse 8 und/oder das zweite Gehäuse 6 umgeben. Der Kühlraum kann je nach Umgebungsbedingungen an der Pumpe montiert werden und einen eigenen Kühlkreislauf aufweisen. Der Kühlraum wird von einer Kühlvorrichtung definiert, die elektrisch und/oder mittels geeigneter Brennstoffe eine vorbestimmte Temperatur bereitstellt und aufrechterhält.In an embodiment not shown, a cooling chamber is provided for cooling the
BezugszeichenlisteList of reference symbols
- 11
- Pumpe zum Fördern von Gas im flüssigen Aggregatzustand (Flüssigwasserstoff)Pump for pumping gas in liquid state (liquid hydrogen)
- 22
- EinlasskopplungsflanschInlet coupling flange
- 44
- AuslasskopplungsflanschOutlet coupling flange
- 66
- Außengehäuse, zweites GehäuseOuter casing, second casing
- 88th
- Innengehäuse, erste GehäuseInner casing, first casing
- 1010
- IsolationsraumIsolation room
- 1212
- EvakuierungsanschlussEvacuation connection
- 1414
- Fördereinrichtung/ LaufradConveyor/ impeller
- 1515
- DeckscheibeCover plate
- 1616
- VorsatzläuferInfeeder
- 1717
- TragscheibeSupport disc
- 1818
- MontageflanschMounting flange
- 1919
- Schaufelshovel
- 2020
- MontagehülseAssembly sleeve
- 2121
- Antriebswelledrive shaft
- 2222
- ThermoabstandshülseThermal spacer sleeve
- 2424
- Statorstator
- 2525
- AntriebseinheitDrive unit
- 2626
- Rotorrotor
- 6161
- AntriebsgehäuseabschnittDrive housing section
- 6262
- AuslassgehäusekanalabschnittOutlet housing channel section
- 6363
- AußengehäuseabdeckungOuter housing cover
- 6464
- AußengehäusekanaldeckelOuter casing duct cover
- 6565
- AußengehäusewannenabschnittOuter casing pan section
- 6666
- AußengehäusezuführrohrabschnittOuter casing feed pipe section
- 7070
- FörderströmungsrichtungFlow direction
- 8080
- DichtungsstufeSealing level
- 8181
- AntriebsgehäuseDrive housing
- 8282
- AuslassrohrOutlet pipe
- 8383
- MontageabschnittsflanschMounting section flange
- 8484
- LaufradwannenbodenImpeller tray bottom
- 8585
- FörderkanalConveyor channel
- 8686
- LaufradwannendeckelImpeller pan cover
- 8787
- ZuführrohrabschnittFeed pipe section
- 8888
- BefestigungsmittelFasteners
- 8989
- DurchgangsöffnungsansatzThrough-opening approach
- 800800
- LaufradwanneImpeller tray
- 100100
- Dichtbereich des ersten GehäusesSealing area of the first housing
- 101101
- Dichtbereich des zweiten GehäusesSealing area of the second housing
- AA
- RotationsachseRotation axis
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNGQUOTES INCLUDED IN THE DESCRIPTION
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Zitierte PatentliteraturCited patent literature
- CN 215333601 U [0003]CN 215333601 U [0003]
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Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE102022003732.7A DE102022003732A1 (en) | 2022-10-10 | 2022-10-10 | Pump for pumping cooled liquid gas from a first container to a second container |
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CN215333601U (en) | 2021-06-11 | 2021-12-28 | 优捷特清洁能源有限公司 | Anti cavitation structure of liquid hydrogen pump head |
-
2022
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-
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- 2023-10-06 WO PCT/EP2023/077755 patent/WO2024078998A1/en unknown
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---|---|
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