DE238804C

DE238804C - Fluid transmission for transferring work between adjacent shafts by means of driving and driven turbine wheels.

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Publication number: DE238804C
Application number: DE1905238804D
Authority: DE
Original assignee: STETTIN ACTIENGESELLSCHAFT; VULCAN WERKE HAMBURG
Current assignee: STETTIN ACTIENGESELLSCHAFT; VULCAN WERKE HAMBURG
Priority date: 1905-06-24
Filing date: 1905-06-24
Publication date: 1911-09-30
Also published as: AT63119B

Description

KAISERLICHESIMPERIAL

PATENTAMT.PATENT OFFICE.

Die wiederholt gemachten Versuche, mittels umlaufender Getriebe eine hydraulische Arbeitsübertragung zu erhalten, liefen meist darauf hinaus, eine Zentrifugalpumpe und eine Turbine so miteinander zu verbinden, daß das Wasser in das Pumpenrad eintritt bzw. eingesaugt, wird, in diesem Geschwindigkeitsenergie empfängt, hierauf in das Turbinenrad überströmt, an dieses die Energie zum TeilThe repeated attempts to transfer hydraulic work by means of a revolving gearbox to obtain, mostly boiled down to connecting a centrifugal pump and a turbine in such a way that the When water enters or is sucked into the pump wheel, it receives speed energy and then enters the turbine wheel overflows, to this part of the energy

ίο abgibt und schließlich abgeleitet wird. In andern Fällen.sind Pumpen und Turbine durch längere Rohrleitungen, welche die Flüssigkeit hin und zurück führen, miteinander verbunden. Eine derartige Anordnung läßt einen einigermaßen zufriedenstellenden Nutzeffekt nicht erzielen, weil sich erhebliche Arbeitsverluste, namentlich als Reibungsverlust in den Rohren und als Austrittsverlust, nicht verhüten lassen. Anderseits ist vorgeschlagen worden, eine Arbeitsflüssigkeit in einem geschlossenen Raum mittels den treibenden Teil darstellender Flügel so zu bewegen, daß sie auf den getriebenen Teil durch Stoß wirkt. Da Flügel die Flüssigkeit nur verdrängen, ihr aber nicht eine genau bestimmte Richtung in der Bewegung zu geben vermögen, wird ein großer Teil der Arbeit durch Wirbelbildung verbraucht.ίο gives up and is finally derived. In other cases.are pumps and turbine through longer pipelines carrying the liquid lead there and back, connected to each other. Such an arrangement leaves one to some extent do not achieve a satisfactory efficiency because there are considerable losses of work, in particular as friction loss in the pipes and as leakage loss, do not allow it to be prevented. On the other hand, it has been proposed to use a working fluid in an enclosed space to move by means of the driving part representing wings so that they are on the driven Part acts by impact. Since wings only displace the liquid, but you don't exactly being able to give a certain direction in the movement becomes a large part of the Work consumed by vortex formation.

Gemäß der Erfindung wird eine günstige Arbeitsubertragung dadurch erhalten, daß die Arbeitsflüssigkeit ständig in einem enggeschlossenen Kreislauf umläuft, daß dieser Kreislauf lediglich durch den treibenden und den getriebenen Teil gebildet wird, und daß hierbei das Turbinenprinzip, d. h. die allmähliche Ablenkung der Wasserstrahlen durch sanft gekrümmte Bahnen, angewendet wird, so daß Stoßwirkungen möglichst vermieden werden und nur ein stetiger Druck auf die Schaufeln wirkt. Die Flüssigkeit läuft demnach ständig in einem geschlossenen Wirbelring um, wobei sie aus dem treibenden Teil unmittelbar in den getriebenen Teil übertritt und nach Durchströmen des letzteren ebenfals unmittelbar wieder in ersteren zurückgelangt, auf ihrem Wege ständig im treibenden Teil Energie empfangend und diese auf den getriebenen Teil übertragend. Bei dieser Anordnung werden infolge der ununterbrochenen Führung der Arbeitsflüssigkeit in genau bestimmten Bahnen nicht allein Wirbel ausgeschlossen, sondern die Schaufelii geben, abgesehen von ihren sonstigen auf die Kraftübertragung bezüglichen Aufgaben, der Flüssigkeit bei ihrem Austritt aus dem einen Teil eine geeignete Richtung, so daß die Beaufschlagung des andern Teils in günstiger Weise erfolgt, wobei die Austrittsgeschwindigkeit gleichzeitig für diesen Übertritt nutzbar gemacht wird. Wegen dieser besonderen Wirkungen sind Verluste, soweit möglich, verhütet. Diese Anordnung gestattet ferner, die durch den treibenden Teil auf die Flüssigkeit übertragene Geschwindigkeitsenergie ohne die bei gewöhnlichen Turbinenpumpen angestrebte und notwendigeAccording to the invention, a favorable transfer of work is obtained in that the Working fluid constantly circulates in a tightly closed circuit that this circuit is formed only by the driving and the driven part, and that here the Turbine principle, d. H. the gradual deflection of the water jets by gently curved Orbits, is used so that impact effects are avoided as much as possible and only constant pressure acts on the blades. The liquid therefore runs continuously in a closed vortex ring around, with it from the driving part directly in the driven part crosses and also immediately after flowing through the latter returned to the former, on its way constantly in the driving part of energy receiving and transmitting them to the driven part. With this arrangement as a result of the uninterrupted management of the working fluid in precisely defined Orbits not only exclude vertebrae, but give the Schaufelii, apart from Their other tasks related to power transmission, the fluid in theirs Exit from one part in a suitable direction so that the application of the the other part takes place in a favorable manner, the exit speed simultaneously for this transfer is made usable. Because of these special effects, losses as far as possible, prevented. This arrangement also allows the driving part Velocity energy transferred to the liquid without that of ordinary turbine pumps aspired and necessary

(2. Auflage, ausgegeben am 2g. Oktober(2nd edition, issued on October 2nd

Zwischenyerwandlung in Flüssigkeitspressung im getriebenen Teil nutzbar zu machen, weil längere Verbindungsleitungen nicht vorhanden sind, in welchen die Geschwindigkeitsenergie durch Reibung verloren gehen könnte.To make intermediate conversion in liquid compression in the driven part usable because longer connecting lines are not available in which the speed energy could be lost through friction.

Das neue Flüssigkeitsgetriebe hat ferner den Vorteil, daß man mit der Leistung der Turbinenpumpe von der Saugfähigkeit unabhängig wird, weil die Geschwindigkeit, mit der dieThe new fluid transmission also has the advantage that you can use the power of the turbine pump becomes independent of the absorbency because the speed with which the

ίο Flüssigkeit in die Schleuderpumpe eintritt, in weiten Grenzen wählbar ist. . In diesem Falle kann die zulässige Eintrittsgeschwindigkeit wesentlich höher als die von gewöhnlichen Pumpen sein, so daß die Eintrittsöffnung der Pumpe erheblich kleineren Querschnitt sowie die Pumpe geringere Abmessungen erhalten darf und höhere Umlaufzahlen erreichbar sind. Auch die Haltbarkeit der Anlage wird durch das neue Getriebe sehr günstig beeinflußt, weil nirgends Unterdruck auftritt, der zur Entbindung von Sauerstoff und zu Anfressungen des Metalls Veranlassung gibt.ίο liquid enters the centrifugal pump, in wide limits can be selected. . In this case the permissible entry speed can be much higher than that of ordinary Be pumps so that the inlet opening of the pump is considerably smaller in cross-section as well the pump may have smaller dimensions and higher numbers of revolutions can be achieved. The durability of the system is also influenced very favorably by the new gearbox, because nowhere there is negative pressure, which leads to the release of oxygen and to pitting of the metal gives rise to.

Auf der Zeichnung ist das Wesen dieser Arbeitsübertragung schematisch dargestellt, außerdem sind zwei Ausführungsformen der zur Ausführung dienenden Vorrichtung im Schnitt veranschaulicht.The nature of this transfer of work is shown schematically in the drawing, In addition, two embodiments of the device used for execution are in Section illustrates.

Die Vorrichtung besteht aus einem treibenden oder Primärteile I, der mit einer geeigneten Kraftmaschine auf beliebige Weise in Verbindung steht, und einem getriebenen oder Sekundärteile II, von dem die übertragene Kraft an beliebige Einrichtungen weitergegeben wird.The device consists of a driving or primary part I, which is connected to a suitable Power machine is in any way connected, and a driven or Secondary parts II, from which the transmitted force is passed on to any facility will.

Die primäre und sekundäre Welle können dabei eine beliebige Lage zueinander haben, sich unter beliebigen Winkeln schneiden oder parallel liegen. Der wichtigste Fall ist jedoch die gleichachsige Lage, wenn die sekundäre Welle die Verlängerung der primären bildet. Man kann alsdann die Flüssigkeitsströmung so wählen, daß dieselbe einen um die gemeinsame Achse gelegten, ganz oder teilweise geschlossenen Wirbelring, ähnlich einem Rauchring (Fig. 1 und 2), bildet, mit dem Unterschiede jedoch, daß hier die Bewegung des einzelnen Flüssigkeitsteilchens nicht in einer die Achse schneidenden Ebene, sondern durch die Drehung der Turbinenräder schraubenartig auseinandergezogen erfolgt (Fig. 3). Bei dieser Art der Strömung sollen demnach die Seitenwände der Turbinenräder durch ihre Zusammensetzung einen Höhlring beliebigen Querschnitts bilden. Wie Fig. 4 zeigt, können auch mehrere derartige Stromkreise in beliebiger Anordnung vorgesehen sein.The primary and secondary shaft can have any position to each other, intersect at any angle or lie parallel. The most important case, however, is the equiaxed position when the secondary shaft forms the extension of the primary. One can then choose the flow of liquid so that it is one around the common Axis placed, wholly or partially closed vortex ring, similar to a smoke ring (Fig. 1 and 2), forms, with the difference, however, that here the movement of the individual liquid particles not in a plane intersecting the axis, but through the rotation of the turbine wheels is pulled apart like a screw (Fig. 3). At this The type of flow should therefore be the side walls of the turbine wheels due to their composition form a hollow ring of any cross-section. As Fig. 4 shows, can also several such circuits can be provided in any arrangement.

Sowohl Teil I als II können nach Art der außen oder innen beaufschlagten Radialturbinen, Achsial- oder Kegelturbinen, Überdruck-, Grenz- oder Druckturbinen oder beliebiger Vereinigungen dieser Turbinengattungen, ganz oder teilweise beaufschlagt, ein- oder mehrstufig, mit Achsialschubentlastung usw. ausgeführt werden. In der Zeichnung sind nur zwei Beispiele aus der großen, möglichen Anzahl herausgegriffen. Die eingezeichneten Pfeile geben die Bewegungsrichtung der Flüssigkeit an.Both parts I and II can be based on the type of externally or internally pressurized radial turbines, Axial or cone turbines, overpressure, limit or pressure turbines or any Associations of these turbine types, fully or partially loaded, one or multi-stage, with axial thrust relief, etc. In the drawing are just two examples selected from the large, possible number. The drawn Arrows indicate the direction of movement of the liquid.

Fig. 5 und 6 zeigen im Schnitt zwei Ausführungsformen eines solchen Getriebes in schematischer Darstellung. Die Flüssigkeit tritt mit großer Geschwindigkeit aus Teil I in Teil II über und nach Abgabe des größten Teils ihrer Energie an diesen mit geringer Geschwindigkeit zurück nach Teil I, um hier von neuem beschleunigt und gegebenenfalls unter Druck gesetzt zu werden. Die Kanäle und Schaufeln in diesen beiden Rädern sind in der Weise ausgeführt gedacht, daß die Wasserstrahlen allmählich abgelenkt werden und beim Übertritt von dem einen in das andere stets eine geeignete Richtung besitzen, um stoßfreien Eintritt in das nächstfolgende Rad zu ermöglichen. Die Ausführung des Getriebes kann in vielfacher Weise abgeändert werden. In den gezeichneten Beispielen setzt sich die Vorrichtung nur aus den beiden Turbinenrädern zusammen, letztere können aber beispielsweise in einem Gehäuse eingeschlossen oder an den Spalten durch geeignete Vorrichtungen abgedichtet sein.FIGS. 5 and 6 show two embodiments in section such a transmission in a schematic representation. The liquid moves with great speed from part I to part II over and after the delivery of the largest Part of their energy at this slow speed back to Part I to get here to be accelerated again and possibly put under pressure. The channels and blades in these two wheels are designed in such a way that the Water jets are gradually diverted and as they pass from one to the other others always have a suitable direction for smooth entry into the next one Enable wheel. The design of the transmission can be modified in many ways will. In the examples shown, the device consists only of the two turbine wheels together, but the latter can, for example, be enclosed in a housing or be sealed at the gaps by suitable devices.

Durch geeignete Wahl der Abmessungen und der Bauart der Primär- und Sekundärteile hat man es in der Hand, zwischen den Umlaufzahlen ein gewisses Übersetzungsverhältnis herzustellen; die Schaufeln in den unmittelbar kraftübertragenden Maschinenteilen können verstellbar sein.By suitable choice of the dimensions and the design of the primary and secondary parts you have it in hand, between the To establish a certain gear ratio; the shovels in the directly force-transmitting machine parts can be adjustable.

Die vorliegende Erfindung ergibt daher nicht nur eine außerordentlich große Ersparnis an Räum, Gewicht und Herstellungskosten, sie ermöglicht auch durch die gedrängte Anordnung den weiteren Ausbau des Flüssigkeitsgetriebes zu einem beliebig umsteuerbaren Wendegetriebe und gibt wesentlich gesteigerte Wirkungsgrade. Denn mit dem Fortfall der. umfangreichen Zu- und Ablauf krümmer und der Rohrleitungen entfallen auch alle Verluste, welche in diesen Teilen durch Reibung, Stöße, Wir bei bildung und durch nicht ausgenutzte Pressungs- oder Geschwindigkeitsenergie (sogenannte Austrittsverluste) sonst entstehen. Die letzteren Verluste lassen sich überhaupt nur bei einem engen Kreislauf, wie im vorliegenden Falle, vollständig vermeiden. Durch den Wegfall der erwähnten Leitungen usw. wird es erst ermöglicht, die hinter einem der Turbinenräder vorhandene Geschwindigkeitsenergie unmittelbar, d. h. ohne vorherige Umwandlung in Druck, im darauffolgenden RadeThe present invention therefore not only results in an extremely large saving Space, weight and manufacturing costs, it is also made possible by the compact arrangement the further expansion of the fluid transmission to an arbitrarily reversible Reverse gear and gives significantly increased efficiency. Because with the discontinuation of the. extensive inflow and outflow elbows and the pipelines also eliminate all losses, which in these parts through friction, impacts, we at education and through unused Otherwise pressure or speed energy (so-called exit losses) will occur. The latter losses can be avoided at all only avoid completely in the case of a tight cycle, as in the present case. By the omission of the mentioned lines etc. is only made possible behind one of the Turbine wheels available speed energy directly, d. H. without prior conversion in press, in the next wheel

voll auszunutzen, weshalb die bei einer mehrmaligen Umwandlung der Energie von Geschwindigkeit in Pressung und von Pressung in Geschwindigkeit entstehenden Verluste gleichfalls vermieden sind.to fully exploit, which is why the multiple conversion of the energy of speed losses resulting from compression and from compression in speed are also avoided.

An Stelle der Überwindung des räumlichen Abstandes durch Saugekrümmer, Rohre, Spiralgehäuse tritt hier die neuartige besondere Führung der Flüssigkeit und die besondere ίο Gestaltung und eigentümliche Aneinanderreihung der Turbinenräder selbst, in denen nicht die Absolutgeschwindigkeiten reibungerzeugend wirken, sondern nur die viel kleineren Relativgeschwindigkeiten.Instead of overcoming the spatial distance through suction elbows, pipes, volute casings Here comes the new special management of the liquid and the special ίο design and peculiar sequence the turbine wheels themselves, in which the absolute speeds do not generate friction act, but only the much smaller relative speeds.

Claims

Patent claim:

Fluid transmission for transferring work between adjacent shafts by means of driving and driven turbine wheels, in which the working fluid from a or several driving wheels are led into one or several connected driven wheels, characterized in that, that the working fluid flowing in the circuit comes from a driven wheel immediately back into the one closely behind it subsequent driving wheel recedes, therefore only by direct force-transmitting Machine parts is guided.

For this purpose ι sheet of drawings.