DE1551246A1 - Pumpenantrieb - Google Patents

Pumpenantrieb

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DE1551246A1
DE1551246A1 DE19661551246 DE1551246A DE1551246A1 DE 1551246 A1 DE1551246 A1 DE 1551246A1 DE 19661551246 DE19661551246 DE 19661551246 DE 1551246 A DE1551246 A DE 1551246A DE 1551246 A1 DE1551246 A1 DE 1551246A1
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DE
Germany
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turbine
pump
drive according
drive
impeller
Prior art date
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Application number
DE19661551246
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English (en)
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Keller Dipl-Ing Herbert
Ludewig Dr-Ing Max
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Licentia Patent Verwaltungs GmbH
Original Assignee
Licentia Patent Verwaltungs GmbH
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Publication date
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    • F01K25/00—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for
    • F01K25/02—Plants or engines characterised by use of special working fluids, not otherwise provided for; Plants operating in closed cycles and not otherwise provided for the fluid remaining in the liquid phase
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
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    • F03B3/106—Machines or engines of reaction type; Parts or details peculiar thereto characterised by having means for functioning alternatively as pumps or turbines the turbine wheel and the pumps wheel being mounted in adjacent positions on the same shaft in a single casing
    • F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
    • F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
    • F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
    • F04D13/00—Pumping installations or systems
    • F04D13/02—Units comprising pumps and their driving means
    • F04D13/04—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid driven
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Description

Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Prankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1
Arendt/bd Erf.-Ur.: Ar 10/031
Pump enantri eb
Die Erfindung betrifft den Antrieb einer Pumpe durch eine Turbine, wobei die [Turbine das gleiche flüssige Medium verarbeitet wie die Pumpe.
Bei Warmwasserheizungen großer Leistung, wie sie heute für Fernheizungen vorgesehen werden, liegt die Pumpenantriebsleistung oft in der Größenordnung mehrerer hundert Kilowatt. Angetrieben werden diese Pumpen meist durch Elektromotoren.
Aufgabe der Erfindung ist es, den Fremdantrieb durch einen Antrieb zu ersetzen, bei dem die Leistung allein aus dem Warmwasserkreislauf genommen wird.
Das ist besonders bei solchen Warmwasserheizungen günstig, die ihre Wärmemengen nicht vom Qhirbinenabdampf in Heizkraftwerken erhalten, sondern von Warmwasserkesseln.
Die Erfindung besteht darin, daß sich zwischen Pumpe und turbine eine Wärmequelle befindet, die das Arbeitsmittel so dicht an den Sattigungszustand bringt, daß bei der Entspannung in der OJurbine eine teilweise Verdampfung erfolgt.
009816/0083 bad
- 2 r Ar 10/030
Um Kavitation in der !Turbine zu vermeiden, muß der Druck vor der Turbine über dem Sättigungsdruck liegen. Aus demselben Grund ist es vorteilhaft, die Turbinenbauart so zu wählen, daß die Helativgeschwindigkeit am Laufschaufeleintritt möglichst klein ist. Hierzu eignet sich besonders die Zentrifugalturbine,ver allem mit fliegend gelagertem Laufrad und koaxialem Eintritt, da diese am Eintritt sehr niedrige Umfangsgeschwindigkeiten hat. Weiterhin empfiehlt es sich, zur Vermeidung von Kavitationsschäden durch geeignete Wahl der Strömungsquerschnitte über dem Radius dafür zu sorgen, daß die eigentliche Entspannung des Wasserstromes erst unmittelbar am Laufradaustritt erfolgt. Für die Leistungsregelung des Aggregats eignet sich eine Bypaßschaltung, die mit einem Teilstrom des Wassers die Turbine umgeht, Es kann aber auch eine Drosselregelung vorgesehen werden. Als Begelgröße können z.B. der Druck im Vorlauf, der Wasserstrom oder Wassertemperaturen gewählt werden. Eine weitere besonders vorteilhafte Ausführungsmöglichkeit der Anordnung von Pumpe und Turbine besteht darin, daß beide ohne äußere Wellendichtung in einem gemeinsamen Gehäuse arbeiten und die Lager vom Arbeitsmedium geschmiert werden, das hierfür vorzugsweise von einer Stelle am Pumpenaustritt entnommen wird. Ein großer Vorteil ist, daß der erfindungsgemäße Pumpenantrieb nicht nur für Wasser, sondern auch für andere flüssige Medien verwendet werden kann und sich somit für verschiedene Aufgaben in der Verfahrenstechnik einsetzen läßt.
Die Anlage arbeitet auch noch dann, wenn Pumpe und Turbine einfach und billig ausgelegt sind oder der Druck vor der Turbine nur wenig über dem gewünschten Druck im Vorlauf ' liegt.
In der Zeichnung ist ein Ausführungsbeispiel des erfindungsgemäßen Antriebes zur Verdeutlichung seiner Wirkungsweise schematisch dargestellt.
ÖÖ0816/ÖÖ83
- 3 - Ar 10/031
Darin zeigt
Figur 1 daß Wärmeschaltbild,
Figur 2 den Kreislauf im T-S-Dlagramm und Figur 3 eine AusfUhrungsmöglichkeit des Pumpenantriebsaggregats.
Das Rücklaufwasser wird in der Pumpe 1 vom Zustand A auf den Zustand B gefördert und im Kessel 2 auf den Zustand G erwärmt· Von dort strömt das Wasser zur Turbine 3 und entr spannt sich über den Siedepunkt D hinaus auf den Zustand Έ , wobei ein Teil des Wassers ausdampft. Um Kavitation zu vermeiden, wird in den Baum 4 hinter dem Laufrad Wasser vom Zustand B, das im Bypaß 5 am Kessel"2 vorbeigeführt wurde, eingespritzt, so daß die Vorlauftemperatur unter der Sättigungstemperatur liegt. Mit diesem Zustand F wird das Wasser dem Verbraucher 6 zugeführt, von dem es nach Wärmeabgabe und Druckverlust mit dem Zustand A über einen Vorratsbehälter 7 wieder der Pumpe zuströmt. Die Pumpe 1 wird von der Turbine 3 über eine Welle 8 angetrieben. Zum Anfahren der Anlage kann eine motorgetriebene Pumpe 9 kleiner Leistung verwendet werden, die im Normalbetrieb umgangen wird. Ein Anfahrmotor kann aber auch direkt an das Turbinenpumpenaggregat angekuppelt werden und im Normalbetrieb im Leerlauf mitlaufen.
Wie aus Figur 3 ersichtlich, ist die Pumpe 31 über die Welle 38 direkt mit der Turbine 33 verbunden. Um die Dampf enteile niederzuschlagen, wird das über die Bypaßleitung 35 hinter dem Pumpenaustritt abgenommene Wasser über die Hingkanäle 3^ in den Raum direkt hinter dem Laufschaufelaustritt eingespritzt.
3 Seiten Beschreibung
8 Patentansprüche
1 Blatt Zeichnungen mit 3 Figuren
009816/0083 BAD ORIGINAL

Claims (8)

Abschrift Licentia Patent-Verwaltungs-GmbH Frankfurt/Main, Theodor-Stern-Kai 1 Arendt/bd Erf.-Nr.: Ar 10/051 Patentansprüche
1. Antrieb einer Pumpe durch eine Turbine, wobei die Turbine das gleiche flüssige Medium verarbeitet wie die Pumpe, dadurch gekennzeichnet, daß sich zwischen Pumpe und Turbine eine Wärmequelle befindet, die das Arbeitsmittel so dicht an den Sättigungszustand bringt, daß bei der Entspannung in der Turbine eine teilweise Verdampfung erfolgt.
2. Antrieb nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine als Zentrifugalturbine ausgeführt ist.
3. Antrieb nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Turbine fliegend gelagert ist.
4. Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Verengung des Strömungsquerschnittes im Laufrad unmittelbar vor dem Austritt aus dem Laufrad liegt.
5. Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß, eine Bypaßleitung vorgesehen ist, die einen Teil des Arbeitsmittels im Bereich zwischen Pumpe und Wärmequelle abzweigt und in den Raum hinter dem Turbinenlaufrad einspritzt.
009816/0083 ■ *" °WQ'NAl
Ar 10/051
6. Antrieb nach den Ansprüchen 1 "bis 5» dadurch gekennzeichnet, daß zur Leistungsregelung eine nur die Turbine umgehende Bypaßleitung angeordnet ist.
7. Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß zur Leistungsregelung hinter der (Turbine ein Drosselventil dient.
8. Antrieb nach den Ansprüchen 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß Pumpe und Turbine ohne äußere Wellendichtung in einem gemeinsamen Gehäuse angeordnet sind und vom Arbeitsmittel geschmierte Lager aufweisen.
009816/0083
-fc-
Leerseite
DE19661551246 1966-08-25 1966-08-25 Pumpenantrieb Pending DE1551246A1 (de)

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GB (1) GB1200914A (de)

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