DE220799C

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Publication number: DE220799C
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Description

KAISERLICHES

PATENTAMT.

PATENTSCHRIFT

- M 220799 KLASSE 14c. GRUPPE

Umlaufender Kondensator oder Kondensatorturbine.

Patentiert im Deutschen Reiche vom 20. Juni 1907 ab.

Die Erfindung bezieht sich auf umlaufende Kondensatoren oder Kondensationsturbinen. Gemäß der Erfindung-wird die Kühlflüssigkeit zunächst im Laufrad unter Druck gesetzt und darauf in Austrittsdüsen beschleunigt. Die Düsen haben einen doppelten Zweck: Sie setzen den Druck der aus der Druckkammer austretenden Flüssigkeit in Geschwindigkeit um und geben dem austretenden Strahl eine Richtung, welche möglichst günstig gewählt werden kann. Die Mischung zwischen dem zu kondensierenden Mittel und der Kühlflüssigkeit findet innerhalb der Düsen statt, so daß die Kühlflüssigkeit und das Kondensat die Düsen in einem gemeinsamen Strahl verlassen.

In den Zeichnungen ist die Erfindung in mehreren Ausführungsbeispielen dargestellt.

Fig. ι bis 3 stellen einen Querschnitt, einen Längsschnitt und einen Schnitt nach Linie io-io der Fig. 2 durch einen vollständigen umlaufenden Kondensator dar. Bei diesem ist A die Druckkammer, die durch eine Scheibe a in zwei gleiche Teile geteilt ist. Das Wasser und der Dampf werden beide zu den beiden Seiten des Teiles α geführt, so daß die Welle des Laufrades in bekannter Weise ausbalanciert wird. Das Wasser tritt aus der Saugleitung in die beiden Räume des Laufrades an den beiden entgegengesetzten Einlassen e, β¹ ein, während der Dampf durch das Rohr c zu den beiden einander gegenüberliegenden Ringräumen oder Ringkammern h, h¹ geleitet wird, welche durch Kanäle i in den am Umfang sitzenden, die Wasserauslaßdüsen f des Laufeades begrenzen-

den Teilen: verbunden sind. ^

Die Kammer A besitzt ein großes Fassungsvermögen, im Verhältnis zu den am Umfang derselben angeordneten Austrittsöffnungen. Infolge der Umdrehung der Kammer wird die Kondensationsflüssigkeit unter Druck gesetzt, der am Umfang eine bedeutende Größe erhält.

Dieser Druck wird, wie Fig. 4, welche nur den äußeren Teil des Laufrades darstellt, deutlicher erkennen läßt, in den Kanälen f in Geschwindigkeit verwandelt.

Die Zuführung des zu kondensierenden Abdampfes erfolgt in dem Laufrad selbst, und zwar durch die Kanäle * an der Stelle, wo der geringste Druck, also die größte Geschwindigkeit herrscht. Es wird infolgedessen der Dampf angesaugt und mit dem aus der Druckkammer austretenden Wasser vermischt. Die Kanäle./¹ sind rückwärts gerichtet. Infolgedessen wird die dem Gemisch innewohnende Energie durch Reaktionswirkung ausgenutzt. Statt eines ■ Dampfzuführungskanals i können auch mehrere, wie Fig. 4a zeigt, vorgesehen sein.

In den Kanälen f erfolgt die Mischung· des Dampfes mit dem Wasser, und das Gemisch bildet einen gemeinsamen Strom, welcher durch die sich ausdehnenden Kanäle, die durch die Wände I des festen Gehäuses m gebildet werden, in die gemeinsame Entleerungskammer d geführt wird.

Zur Unterstützung der Reaktionswirkung des Gemisches durch die dem Abdampf noch innewohnende Energie können die Dampfzuführungskanäle E¹, wie Fig. 5 und 5a erkennen lassen, so ausgebildet sein, daß die Reaktipnswirkung des Abdampfes auf das Rad einwirken

(2. Auflage, ausgegeben am i. September igii.)

kann. Dies ist insbesondere dann zweckmäßig, wenn der Dampf unter einem höheren Druck austritt als unter dem Druck des Wassers im Gemischpunkt. In den Fig. 5 und 5a sind E die Dainpfzuführungskanäle und E¹ die Verbindungskanäle derselben mit den düsenförmigen Austrittsöffnungen F des Laufrades.

Fig. 6 und 6a zeigen eine Ausführungsform, deren Herstellung besonders einfach ist, da die Wasserabdampfdüsen E¹ im Querschnitt kreisförmig sind, also ausgebohrt werden können. Die Wasserdüsen sind aus zwei Halbringen g¹ und g^% gebildet, welche miteinander verbolzt und so angeordnet sind, daß sie zum Teil durch die Dampfkanälc A² in Stellung gehalten werden. Wie die Zeichnung zeigt, sind die Dampfdüsen E¹ Expansionsdüsen und stehen mit den Wasserdüsen konachsial. Diese Anordnung läßt sich sowohl wenn der Dampf etwa mit gleichem Druck wie das Wasser austritt, als auch wenn der Dampf einen höheren Druck hat, verwenden.

Die Fig. 7, 7a und 8 zeigen eine andere Aus-

führungsform, in welcher die Druckerzeugungs-

. kammer derart verdoppelt ist, daß infolge des größeren Durchmessers der zweiten Kammer ein größerer Druck erzeugt wird.

Das Wasser tritt in das die innere Druckerzeugungskammer bildende Laufrad durch die einander gegenüberliegenden Durchlässe e, e¹ in zwei Sätze von Wasserkanälen f, f¹, welche in einen mittleren ringförmigen Kanal g münden. Auf beiden Seiten desselben sind ringförmige Dampfkammern h, h¹ vorgesehen, in welche der Dampf auf geeignete Weise eingelassen wird.

Die Wände des Kanals g sind durch eine Reihe von Dampfkanälen i durchbohrt, welche die Dampfkammern h, h¹ mit dem Wasserkanal g in oder in der Nähe der größten Verengung desselben verbinden. Der Kanal g erweitert sich zu einer zweiten äußeren, druckerzeugenden Kammer /, iri welche der Mischstrom einströmt. Die Kammer bildet ein äußeres Pumpenlaufrad, das zweckmäßig nach rückwärts gerichtete Auslaßdüsen 7¹ an seinem Umfang hat.

Bei der Ausführungsform nach Fig. 7a sind die Kanäle i ununterbrochen durchgeführt, und die Wände der Kammern f, f¹ und / werden durch Rippen 0 zusammengehalten.

Um jede Möglichkeit der Ansammlung von unkondensiertem Dampf oder Luft oder einem anderen Gas in der Kammer j in der Gegend des geringsten Druckes zu verhüten, ist diese Gegend durch Kanäle /² mit den Auslaßdüsen j^l verbunden, so daß solche unkondensierten Gase abgesogen werden. Um jede Möglichkeit der Ansammlung von Gas von vornherein zu verhindern und zu bewirken, daß das Wasser mit der Kammer umläuft, ist die äußere Kammer j durch Schaufeln j³, wie in Fig. 8 dargestellt, in verschiedene Abteile geteilt.

Es kann ferner das Wasser, wie es in Fig. 9, 9a und 10, ioa dargestellt ist, in Strahlen oder in einem Sprühregen in die verschiedenen Mischräume der äußeren Kammer j geworfen werden. In dieser trifft es den aus den Dampfdüsen * austretenden Dampf und erzeugt durch Kondensation das Kondensationsvakuum. Die Mischströme von kondensiertem und nicht kondensiertem Dampf und Wasser werden durch gemeinsame Austrittsdüsen j¹ am Umfange in Expansionskanäle des äußeren Gehäuses, das in diesen Figuren nicht dargestellt ist, entleert. In Fig. ίο, ioa sind die Wasserkanäle f mit spiralförmigen Verteilern k versehen, um den austretenden Wasserströmen in bekannter Weise eine Umdrehung zu geben, wodurch die Mischung des Wassers mit dem Dampf in den Mischbehältern j erleichtert wird.

Die Wirkung aller oben beschriebenen Ausführungsformen, ob es sich nun um einen einfachen, umlaufenden Kondensator oder einen Turbinen'kondensator handelt, beruht darauf, daß ein Teil der Kondensationsflüssigkeit in einen umlaufenden Behälter eingeführt und gezwungen wird, an der Drehung dieses Behälters teilzunehmen. Hierdurch wird der Flüssigkeit ein beträchtlicher Druck erteilt. Der Druck wird durch passende Auslässe der Druckerzeugungskammer in Geschwindigkeit umgesetzt. Hierdurch wird der Druck örtlich verringert, analog der Wirkung bei den bekannten Venturi-Wassermessern, so daß die Gase kräftig in die Kondensationsflüssigkeit geführt und mit ihr gemischt werden. Die hierzu nötige Druckverminderung kann dadurch verstärkt werden, daß man entweder vor der Venturi-Verengung der Ausströmdüsen eine vorläufige Kondensation hervorruft, oder daß man, wie bei Fig. 7 und 8 erläutert, eine zusätzliche Laufradkammer anbringt, welche durch Zentrifugalkraft eine Saugwirkung auf die erste Kammer ausübt und dadurch die Strömung und die Luftverdünnung in der ersten Kammer verstärkt. Wenn die Austrittsdüsen dieser zweiten Kammer rückwärts gerichtet werden und mit sich erweiternden Kanälen eines festen Gehäuses zusammenarbeiten, so läßt sich auch in diesem Falle die Reaktionswirkung und damit die Selbstregelung der Vorrichtung erzielen, welche durch den Aus-, tritt aus der ersten Kammer nicht erreicht werden kann, weil das Gemisch das Rad noch nicht verläßt.

Die dem Dampf, z. B. dem Abdampf von Dampfturbinen, noch innewohnende Potentialenergie kann durch geeignete Form und Riehtung der Dampfdüsen im Laufrad als kinetische Energie ausgenutzt werden.

Claims

Patent-Ansprüche:

i. Umlaufender Kondensator oder Kondensatorturbine mit im Laufrad angeord-

neter Druckkammer, dadurch gekennzeichnet, daß die Kühlflüssigkeit durch Umdrehung der Druckkammer auf hohen Druck gebracht und sodann in von der Druckkammer ausgehenden Düsen im Laufrad beschleunigt wird, in welchen Düsen das zu kondensierende Mittel mit der Kühlflüssigkeit gemischt wird, worauf das Kondensat aus den Düsen mit beliebiger Geschwindigkeit und in beliebiger Richtung abgeführt wird.
2. Kondensator oder Turbine nach Anspruch i, dadurch gekennzeichnet, daß die Düsen für den Austritt des Gemisches zwecks Ausnutzung der demselben innewohnenden Energie rückwärts gerichtet sind, wobei durch entsprechende Anordnung der in diese Kanäle einmündenden Dampfdüsen die Wirkung durch Nutzbarmachung der im Abdampf vorhandenen Energie noch unterstützt werden kann.
3. Kondensator nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß am Umfang des Laufrades in die Austrittsdüsen (j¹) mündende Räume (j) zwischen den Schaufeln vorgesehen sind, in welche die Dampfkanäle münden, und welchen die kondensierende Flüssigkeit in Form von Strahlen oder Sprühregen derart zugeführt wird, daß Gas und Wasser sich in den Räumen (j) mischen und das Gemisch durch die Düsen (j¹) entfernt wird.

Hierzu ι Blatt Zeichnungen.