DE3409934A1 - Nach dem injektorprinzip arbeitende vorrichtungen und verwendung solcher vorrichtungen bei kreiselpumpen, turbinen und insbesondere hydrodynamischen getrieben - Google Patents
Nach dem injektorprinzip arbeitende vorrichtungen und verwendung solcher vorrichtungen bei kreiselpumpen, turbinen und insbesondere hydrodynamischen getriebenInfo
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Description
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- Nach dem Inj ektrprinzio arbeitende Vorrichtungen und Verwendung
- solcher Vorrichtungen bei Kreiselpumpen, Turbinen und-insbesondere hydrodynamischen Getrieben (Föttinger -Getrieben).
- Die Erfindung bezieht sich auf nach dem Injektorprinzip arbeitende Vorrichtungen und Verwendung solcher Vorrichtungen bet Kreiselpumpen Turbinen und insbesondere hydrodynamischen Getrieben.
- Das Injektorprinzip (Strahlpumpenprinzip) arbeitet so, daß ein Kanal I mit einem Fluid hohen Drucks über eine Düse 1 zu einem Raum R geöffnet ist, der mit einem Fluid niedrigen Drucks gefüllt ist. Die Düse 1 ist dabei so gerichtet, daß sie in einen zweiten Kanal II weist, hinter dem sich ein Diffusor anschließt.
- Durch die Druckdifferenz zwischen dem Kanal I und dem Raum R entsteht nach BERNOULLI in der Düse 1 eine Strömung der Geschwindigkeit mit HI= Druck in Kanal I ( in Pa) HR= Druck in Raum R (in Pa) s = spezifisches Fluidgewicht (kp/m) Bei seinem Weg durch den Raum R zum Kanal II reißt das Hochgeschwindigkeitsfluid Niederdrcukfluid mit sich. Cieses Mitreißen verringert die Geschwindigkeit des Hochgeschwindigkeitsfluids, vergrößert aber den Fluidstrom, sodaß der Impuls erhalten bleibt.
- (vgl. Rumpel,. und Sondershausen,H.C.; Mechanik, Kap.6.2.8 Cer freie Strahl; in: Dubbel, Taschenbuch Für den Maschinenbau; 14.Aufl.
- 1981, SpringerVerlag,Berlin usw.) Die Geschwindigkeit vII in der minimalen Querschnittsfläche F11 des Kanals II ergibt sich aus der Masse mIl, die pro Zeiteinheit durch diese Querschnittsfläche F11 strömt. Ciese Geschwindigkeit v11 ist entscheidend Für die potentielle (Cruck-) Energie, die im nachfolgenden Diffusor zurückgewonnen werden kann.
- Es ist ein Ventil bekannt (D.Pat.Anm.33 17089.4), bei dem durch Variation der Querschnittsfläche der Düse 1 und/oder des Einströmquerschnitts des Niederdruckfluids ein Mischungsverhaltnis der Beiden Fluidströme in demnachfolgenden Kanal IIgeregelt werden kann. Bei diesem Ventil bleibt aber die Querschnittsfläche des Kanals II und der Abstand der minimalen Querschnittsfläche des Kanals II von der Düse 1 unverändert, sodaß dieses Ventil nur für ein Mischungsverhältnis optimiert werden kann. Für starke Abweichungen von diesem Mischungsverhältnis kann sich - je nach Verwendungszweck des Ventils - eine erhebliche Verschlechterung des Wirkungsgrades dieses Ventils ergeben.
- Hier will die Erfindung Abhilfe schaffen. Die Erfindung, wie sie gekennzeichnet ist, ermöglicht durch Änderung der minimalen Querschnitts fläche F11 des Kanals II und/oder des Abstandes X der Fläche F11 von der Düse 1 in Abhängigkeit vom Druck vor der Düse 1 und/oder der Öffnung der Düse 1 die Strömungsgeschwindigkeit vII in F11 zu optimieren. Dadurch kann der Rückgewinn an potentieller (Druck-) Energie hinter dem Kanal II maximiert werden.
- Figur 1 zeigt ein dem Erfindungsgedanken entsprechendes Ventil.
- Über den einen Kanal (1) strömt das Hochdruckfluid in den Hochdruckraum (2), über den anderen Kanal (3) strömt das Niederdruckfluid in den Niederdruckraum(4). Die Düse (5) vom Hochdruck- zum Niederdruckraum ist über den Dorn (6) teilweise verschlossen. Durch Verschieben des Dornes: (6) mit dem Einstellgriff (7) kann die Querschnittsflache der Düse geändert werden.
- Die Düse (5) ist gegen den Mischungskanal (3)gerichtet. E:n in diesem Kanal (8)verschiebbarer Wulst (9) macht den Mischungskanal (8) zum Venturirohr. Cer Wulst (9) kann durch den Einstellgriff (10) hin- und herbewegt werden. Cer Spalt (11 ),in dem der Einstellgriff(10) hin-und herbewgt wird,ist durch die mit dem Wulst (9) mitbewegte Abdeckplatte (12) verschlossen.
- Ein im Zentrum des Mischungskanals (8) angeordneter Stromlinienkörper (13) kann durch einen anderen Einstellgriff (14) hin- und herbewegt werden. Der Spalt (15) Für diesen Einstellgriffist durch die Platte (16) verschlossen.
- Schiebt man den Stromlinienkörper (13) in den Venturiwulst (9),\ändert man dadurch die minimale Querschnittsfläche F11 des Mischungskanals (8), verschiebt man beide, ändert man den Abstand X von der Düse (5) zur Fläche FII.
- Figur 2 zeigt ein Ventil, bei dem der Dorn (6), mit dem die Querschnittsfläche der Düse (5) geregelt ist, in einer Stange(1 7) verlängert ist, die an ihrem Ende einen Stromlinienkörper (13) trägt. Im Mischungskanal (8) ist der ringförmige Wulst (9) starr angebracht. Verschiebt man den Dorn (6), verschiebt man auch den Stromlinienkörper (13). Damit wird mit Änderung der Querschnittsfläche der Düse (5) auch die Minimal fläche FII des Mischungskanals (8) und sogar geringfügig der Abstand X der Fläche F11 von der Düse (5) geändert. Es besteht alleine Abhängigkeit der drei Einstellgrößen voneinander.
- Vorrichtungen, die das lnjektorprinzip nutzen, sind vor allem als Strahlpumpen zur Evakuierung eines Raumes oder zur Fluidförderung bekannt.
- Für ein strahlpumpenartiges Ventil sind weitere Anwendungen bekannt (vgl. D.Pat.Anm. 3317089.4).
- Eine neuartige Anwendung und eine spezielle Pumpen- oder Turbinenausgestaltung Für diese Anwendung, für die ebenfalls Schutz begehrt wird, dient der Verwendung einer das Injektorprinzip nutzenden Vorrichtung vor einer Turbine, insbesondere in hydrodynamischen Getrieben.
- Hydrodynamische Getriebe (Föttinger-Getriebe) bestehen aus einer Kreiselpumpe und einer Turbine und als Wandler einem zusätzlichen Reaktionsglied. Sie finden vielfache Anwendung zwischen Kraft- und Arbeitsmaschinen und dienen der stufenlosen Drehzahlanpassung und Drehmomentwandlung (vgl. z.B. Siekmann , H.; Föttinger-Getriebe; in: Dubbel- Taschenbuch f.d.Maschinenbau ...).
- Als Drehmomentwandler ist der Wandlungsbereich insbesondere bei kleinem Drehzahlverhältnis r begrenzt. Das Crehzahlverhältnis w gibt das Verhältnis der Turbinendrehzahl nT zur Pumpendrehzahl np an: (F.1) t T/ p Wird an der Pumpe die Leistung Pp erbracht, so gilt mit: H = Förderhöhe (Druck) 0 V = Volumenstrom 0 (F.2) P = H .V 0 0 (F.2a) V0= P o=PP/H° (F.2b) Ho = PP ßi Das Drehmoment an der Pumpe ist dann: (F,3) Mp = PP/#P mit Wp = Winkelgeschwindigkeit der Pumpe Cie Drehmomentenzahlµ gibt das Momentenverhältni s des Turbinendreh -moments MT zum Pumpendrehmoment Mp an: (F.4) = MT/Mp Der Wandlerwirkungsgrad #w Yist damit: (F.5) Y1 T/MP PT/PP=MT.#WT/MP.#P = µ. p (Vgl. auch Siekmann Föttingergetriebe ....a.a.O).
- Bei idealer Leistungsübertragung im Getriebe ( bzw= 1) wäre daher = 1/t d.h., wenn die Pumpe z.B. 4 mal so schnell dreht wie die Turbine, wäre das Drehmoment MT an der Turbine 4 mal so hoch wie das M an der Pumpe.
- Bei realen Föttinger-Getrieben liegt das Drehmoment an der Turbine dann aber nur etwa doppelt so hoch wie das an der Pumpe. Das heißt der Wandlerwirkungsgrad 7W beträgt dann nur etwa 50%.
- (vgl, Siekmann; Föttinger-Getriebe; Bild 8 u.Bild 11 (Kennlinien von Wandlern )....) Hier soll die Verwendung einer das Injektorprinzip nutzenden Vorrichtung Abhilfe schaffen.
- Figur 3 zeigt eine Schaltung mit einer nach dem Injektorprinzip arbeitenden Vorrichtung (20) vor der Eingangsseite einer Flüssigkeitsturbine (21).
- Die Vorrichtung (20) ist so in den Kreislauf eingebaut, daß der von der Pumpe kommende Fluidstrom durch eine Düse (22) mit verstellbarer Querschnittsfläche strömt. Diese Düse wirkt daher wie eine Drossel mit der der Pumpendruck vor der Düse (22) und die Strömungsgeschwindigkeit in der Düse (22) geregelt werden können.
- Über eine zweite Leitung (23) ist die Vorrichtung (20) bzw. ihr Niederdruckraum (24) mit der Auslaßseite der Turbine (21) verbunden.Somit ist der Druck hinter der Düse (22) gleich dem Druck hinter der Turbine. Cas von der Pumpe ( 25) kommende Fluid reißt Fluid von der Auslaßseite der Turbine in die Einlaßseite der Turbine und vergrößert so den Fluidstrom in der Turbine.
- Um die Verbesserungen zu erkennen, die sich aus diesem Prinzip ergeben, betrachte man die Wirkungsweise einer Kreiselpumpe und eines Fötting erg etri ebes.
- Für eine Kreiselpumpe lauten die Modellgesetze bei gleicher Pumpengröße und Förderflüssigkeit: (F.6) V#n , Hn2 n2, P~n3 Ist nun die Pumpe so ausgelegt, daß sie bei der Maximaldrehzahl nmax die Leistung Pmax erbringt, dann hat die Kennlinie des Wirkungsgrades bei H und Vopt ihr Maximum. Ein Abweichen von Hopt und damit auch von V läßt den Wirkungsgrad der Pumpe z.T. erheblich absinken.
- Bei idealen Maschinen würde mit sinkendem HR aber konstanter Leistung P an der Pumpe die Fördermenge entsprechend der Formel (F.2a) max ansteigen.
- Bei realen Pumpen steigt aber bei unveränderten Rotoren und vergrößertee Fördermenge die Strömungsgeschwindigkeit und mit der Strömungsgeschwindigkeit im Rotor die Reibverluste als quadratische Funktion der Strömungsgeschwindigkeit stark an.
- Auf der anderen Seite ist die Förderhöhe einer KreiselpumpenstuFe nach oben begrenzt, sodaß sie ab einem gewissen Gegendruck überhaupt nicht mehr fördert.
- Aus diesem Grund erreicht eine reale Kreiselpumpe in der Regel ihr Wirkungsgradmaximum nur in einem Punkt.
- (vgl. Siekmann,H.: Kreiselpumpen; in Dubbel-Taschenbuch f.d. Maschinenbau .......
- Nun betrachte man in Figur 4 das Prinzip eines Föttinger-Wandlers.
- Das Turbinenrad (31 )und das Pumpenrad (30) sind so ausgelegt, daß sie bei gleicher Drehzahl - dann ist r= 1 - den gleichen Förderdruck H1 erzeugen. Es strömt dann kein Fluid durch Pumpen - und Turbinenrad, der Wandler wird zur Kupplung mit v)W= 1. Das heißt aber, daß däs Turbinenrad (31) wie eine Pumpe wirkt.
- Ist # = 0,5 , dann sinkt nach Modellge@@tz (F.6) der von der Turbine erzeugte Druck auf Ho , = 0,5 H1 und das Fluid strömt mit der Strömungsgeschwindigkeit v0,5 von der Pumpe in die Turbine und im kreislauf durch das Leitrad (32) zurück in die Pumpe Bei konstanten Leitung squ erschnitten nimmt nach der Kontinuitätsgleichung bei steigendem Mengendurchsatz auch die Strömungsgeschwindigkeit zu.
- Mit Hilfe der EUTER schen Hauptgleichung für Strömungsmaschinen läßt sich die Strömungsgeschwindigkeit und daraus dann die Höhe der Reibverluste errechnen.
- In der in Figur 3 gezeigten Schaltung läßt sich durch die Drosselwirkung der Düse (22) in Vorrichtung (20) bei vorgegebener Leistung an der Pumpe der Pumpendruck so regulieren,daß er stets Hopt ist.
- Damit wird es möglich, daß die eine Komponente des Föttinger-Getriebes - die Pumpe - unabhängig vom Drehzahlverhältnis e stets auf ihrem Wirkungsgradmaximum arbeitet.
- Inder Vorrichtung (20) kann man die Querschnittsfläche F11 des Mischungskanals (26)z.B. mit Hilfe eines verschiebbaren Wulstes (27) und eines verschiebbaren Stromlinienkörpers (28) so- in Abhängigkeit von teinstellen, daß das Produkt aus kinetischer Energie und durchgesetzter Fluidmenge maximal wird.
- Da das aus der Düse (22) strömende Fluid im Raum (24) befindliches NiederdruckFluid mitreißt, strömt durch die Turbine (21) eine größere Fluidmasse als durch die Pumpe.
- Durch die neuartige Regelung wird die Strömungsgeschwindigkeit in der Pumpe und im Leitrad niedrig gehalten. Der Querschnitt der zusätzlichen Leitung vom Turbinenausgang zurück zur Vorrichtung (29) kann so weit gehalten werden, daß auch darin niedrige Geschwindigkeiten gegeben sind. Nur in der Turbine selber und in der , "kurzen" Vorrichtung dürfte die Strömungsgeschwindigkeit in gleicher Höhe liegen wie bei bekannten Fötting er -g etri eben .
- Bei kleinemrist daher mit der neuartigen Schaltung die Reib- und 5trömungsverluste wesentlich geringer aus als bei bekannten Föttinger-Wandlern.Bei der neuen Schaltung sind nämlich die Abschnitte hoher Geschwindigkeit im Fluidkreislauf kurz, während bei herkömmlichen Föttingerwandlern dann im gesamten Fluidkreislauf eine hohe Geschwindigkeit herrscht.
- Dies führt zu einer starken Erhohung des Turbinendrehmoments M T bei kleinem t bzw. zu einer Anhebung der KKçrn.liniendec i Wandlerwirkungigradie desWandlerw ir kunggradesL7Wbei kl einen e Figur 4 zeigt das Beispiel eines Föttinger-Wandlers mit einer Vorrichtung, die das Injektorprinzip nutzt. Das Pumpenrad (30) wird von der Abtriebsachse (33) der Kraftmaschine angetrieben, das Turbinenrad (31) ist an der Achse (34) zur Arbeitsmaschine befestigt. Cas Leitrad(32) umläuft im Freilauf das Gehäuse (35) bzw. kann sich am Gehäuse abstützen. Dies ist das bekannte Prinzip des Föttinger-Wandlers.
- Als Besonderheit führen vom Turbinenauslaß (36) bzw. vom Übergang von der Turbine ins Leitrad Kanäle (37,38) zurück an die Außenseiten des Turbineneinlasses (39) bzw. des Pumpenauslasses (40). Der Turbineneinlaß (39) ist so verlängert, daß über eine längere Strecke ein konstanter Durchflußquerschnitt der Turbine in der Größe des Einlaßquerschnittes bleibt.
- Der Pumpenauslaß (40) ist so gestaltet, daß die ringförmige Auslaßöffnung durch verstellbare Außenwände begrenzt ist. Im vorliegenden Beispiel sind es mehrere Klappen (41), die zwei Ringe bilden, die die Ringfläche der Auslaßöffnung begrenzen. Über eine Stange (43), die die beiden Führungstäbe (42) bewegt, können die obere KlaDpe nach unten und die untere Klappe nach oben bewegt werden. Dadurch wird der ringförmige Auslaß der Pumpe verengt, die Klappen (41) fungieren als Drosseln. Die Stange (43) führt auf die Auteneeite der Pumpenradwand und über ein Hebelwerk (z4) zu einem auf der Pumpenradnabe (45) verschiebbaren Führungsring (46). Hebewerk (44) und Führung sring (46) laufen also mit dem Pumpenrad (30) um. Der Fjhrungsring (46) wird mit einem Verstellhebel (47) verschoben, der mit einem Wälzlager (48) am Führungsring (46) gleitet.
- Werden die Klappen (4«)nach innen geklappt, öffnen sie Spalte zu den an ihre Außenseiten anstoßenden (Niederdruck-) Kanälen (37,38). Die Anlage arbeitet dann wie ein Injektor.
- Im Betrieb wird der neuartige Föttingerwandler so gesteuert: Bei # nahe 1 bleiben die Klappen vollständig geöffnet und es ändert sich nichts gegenüber den bekannten Föttinger-Wandlern.
- Bei sinkendem # wird zur Aufrechterhaltung eines Optimaldruckes Hopt in der Pumpe deren Auslaßspalt verengt und der Zufluß aus den Kanälen (37,38) geöffnet.
- Damit wird beim neuartigen Föttinger-Wandler der Pumpendruck HP größer und die Durchsatzmenge Vp kleiner als bei bekannten Föttinger-Wandlern .
- Die Durchsatzmenge VT durch die Turbine bleibt wegen des Injektoreffektes gleich groß bzw, wird größer als bei herkömmlichen Wandlern.
- Figur 5 zeigt einen selbstgesteuerten Pumpenradauslaß (50) und den gegenüberliegenden Turbinenradeinlaß (51). Die Klappen (52) werden in Ruhestellung - das ist bei t=1 - durch Federn (5J) nach außen gezogen.
- Ein Stromlinienkörper (53) ist über ein Gestänge (54) mit den beiden Klappen (52) verbunden. Für r= 1 herrschen hydrostatischeVerhtiltnisse, da kein Fluid fließt. Der Druck ist von allen Seiten auf den Stromlinienkörper (53) gleich. Für ## 1 strömt Fluid von der Pumpe'in die Turbine und erzeugt auf die eine Seite des Stromlinienkörpers einen dynamischen Druck. Damit wird der Stromlinienkörper in Richtung Turbine gedrückt und die Klappen (52) nach innen gezogen.
- Anhand Figur 5 soll auch der Sinn des verlängerten konstanten Einlaßquerschnittes der Turbine erläutert werden.
- Nach den Gesetzen des Freistrahls verbreitet sich dieser mit dem Ausbreitungswinkelα von von den Düsenkanten (55)weg. Würde sich nun der Turbinendurchfluß von der Einlaßöffnung an erweitern,würde der Strahl erst spät oder gar nicht den Turbinenradquerschnitt ausfüllen.In diesem Falle keime es zu Gegenströmungen und Wirbelbildungen mit hohen Druck und Reibverlusten. Aus diesem Grund ist der Einlaßquerschnitt so gewählt,daß auch bei minimaler Öffnung des Pumpenauslasses (50) der Strahl von einem Punkt an vollständig die Turbinenradeinlaßöffnung (51 ) ausfüllt.
- Ähnliche Effekte kann man auch erzielen, wenn man den Turbinenradeinlaß mit Klappen versieht, die nach außen geklappt werden oder wenn Pumpenradeinlaß und Turbinenradeinlaß mit Klappen versehen werden.
Claims (12)
- Nach dem Injektorprinzip arbeitende Vorrichtungen und Verwendung solcher Vorrichtungen bei Kreiselpumpen, Turbinen und insbesondere hydrodynamischen Getrieben (Föttinger -Getrieben).PATENTANS PRÜCHE: 1. Vorrichtungt bei der zwei Fluide unterschiedlichen Druckes nach dem Injektorprinzip so zusammengeführt werden, daß das Fluid hohen Druckes durch eine Drossel oder Düse (5) in einen mit Fluid niedrigen Druckes gefüllten Raum (4) strömt und das Fluid niedrigen Drucks in einen Mischungskanal (8) reißt und bei der die Querschnittsfläche der Drossel oder Düse (5) veränderbar ist und die dazu dient den Druck vor der Düse (5) und/oder den Fluiddurchsatz durch die Düse (5) und/oder den Druck und/oder die Fluidgeschwindigkeit und/oder den Mengendurchsatz im Mischungskanal (8) zu steuern, dadurch gekennzeichnet, daß der Abrand x der minimalen Querschnittsfläche F11 des Mischungskanals (8) von der Querschnittsfläche der Drossel oder Düse ur.d/odr die Minimalfläche F11 des Mischungskanals (8) verändert werden können.
- 2. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand x und die Minimal fläche F11 jede für sich und unabhängig voneinander und von der Querschnittsfläche der Düse (5) verändert werden können.
- 3. Vorrichtung nach Patentanspruch 1 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand x oder die MinimalFläche FII oder beide in Abhängigkeit voneinander oder von der Querschni-tsfläche der Drossel oder Düse (5) verstellt werden und die Abhängigkeit durch mechanische, hydraulische, pneumatische oder elektrische KraFtübertragung ( herbeigeführt wird.
- 4. Vorrichtung nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 - 3 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung zur Veränderung der Fläche F11 und/oder des Abstandes x aus einem ringförmigen Wulst (9) und einem zentral angeordneten Körper (13) im Mischungskanal (8) besteht und der Wulst (9)oder der Körper (i3)oder beide im Mischungskanal (8) hin- und herbewegt werden können.
- 5. Turbinenantage zur Gewinnung mechanischer Arbeit aus Fteömenden Fluiden, dadurch gekennzeichnet, daß vor der Turbine oder am Turbineneinlaß eine oder mehrere Vorrichtungen (20) angeordnet sind, die das Injektorprinzip auf die Weise nutzen, daß das strömende Fluid durch einen mit einer Zuleitung (23) mit Niederdruckfluid gerillten Raum (24) und durch einen M;schung.skanal zur Einlaßseite der Turbine (21) geftihrt wird und das strömende Fluid aus. dem Raum (24) Fluid in den Miechungskanal mitreißt.
- 6. Turbinenanlage nach Patentanspruch 5 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere Vorrichtungen (20) nach einem oder mehreren der Patentansprüche 1 - 4 verwendet werden;
- 7. Kreiselpumpe (25), die bei gegebener Pumpendrehzahl wechselnde Förderhöhen H zu überwinden hat, die nicht immer im Optimalpunkt der Wirkungsgradkennlinie der Kreiselpumpe liegen, dadurch gekennzeichnet, daß am oder hinter dem Kreiselradauslaß eine Vorrichtung (20) verS wendet wird, die das Injektorprinzip so nutzt, daß durch Verstellen der Querschnittsfläche einer Drossel oder Düse (22) die PumpenFörderhöhe H und die Liefermenge V der Pumpe vorgewehlt wird und die Liefermnge V der Pumpe von der Drossel oder Düse (22) durch einen über eine Zuleitung (23) mit Fluid gefüllten Raum (24) in einen Mischungskanal strömt und auf diesem Weg Fluid aus dem Raum (24) in den Mischungskanal reißt und damit die Durchflußmenge des Mischungskanals vergrößert und die Querschnittsfläche der Drossel oder Düse (22) mit Hilfe einer mechanischen,hydraulischen,pneumatischen oder eEktrischen Steuerung so verändert wird, daß die Pumpe (25) auch bei wechselnden Gegendrücken im Mischungskanal in einem möglichst günstigenBereich ihrer Wirkungsgradkennlinie arbeitet.
- 8. Radiale oder halbaxiale Kreiselpumpe nach Patentanspruch 7 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß zur Veränderung der Querschnittsfläche der Drossel oder Düse am Pumpenradauslaß (40) Klappen (41 )vorgesehensind, die den Pumpenauslaß verengen können und gleichzeitig den Zufluß aus mit Fluid gefüllten Kanälen (37,38) öffnen, sodaß das durch das Pumpenrad (30) strömende Fluid aus diesen Kanälen (37,38) Fluid mit sich reißt und die Steuerung der Klappenstellung mit HilFe von mechanischen ,hydraulischen pneumatischenoder elektrischen Ein -richtungen (42 - 48 ) vorgenommen wird.
- 9. Pumpe nach Patentanspruch 7 oder 8 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement (53), das den Impuls zur Änderung des Drossel-oder Düsenquerschnitts gibt am oder im Pumpenrad angebracht ist und mit diesem umläuft und seine Steuerimpulse in Abhängigkeit von der Pumpendrehzahl und/oder dem Förderdruck und/oder der Stömungsgeschwindigkeit im Pumpenrad gibt.
- 10Radiales oder halbaxiales Turbinenrad nach Patentanspruch 5 oder 6 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß am Turbinenradeinlaß (39) Klappen angebracht sind, die den Turbinenradeinlaß erweitern können und gleichzeitig einen ZuFluß von einem oder mehreren fluidgefüllten Kanälen (37,38) so öffnen, daß ein mit Geschwindigkeit in den Turbinenradeinlaß strömendes Fluid aus diesen Kanälen (37,38) Fluid in das Turbinenrad reißt und die Steuerung der Klappenstellung durch mechanische,hydraulische, pneumitische oder elektrische Einrichtungen vorgenommen wird.
- 11 Turbine nach einem oder mehreren der Patentansprüche 5,6 oder 10 zusätzlich dadurch gekennzeichnet, daß das Steuerelement, das den Impuls zur Änderung des Drossel-oder Düsenquerschnitts gibt am oder im Turbinenrad angebracht ist und mit diesem umläuft und seine Steuerimpulse in Abhängigkeit voh der Turbinenraddrehzahl und/oder dem Strömungsdruck und/ oder der Strömungsgeschwindigkeit im Turbinenrad gibt.
- 12 Hydrodynamisches Getriebe durch gekennzeichnet, daß eine oder mehrere der in einem oder mehreren der Patentansprüche 1 - 4 gekennzeichneten Vorrichtungen vor dem Turbinenradeinlaß oder vor dem Pumpenradeinlaß verwendet werden, und/oder daß eine oder mehrere der unter einem oder mehreren der Patentansprüche 7 - 9 gekennzeichnete Kreiselpumpen darin verwendet werden und/oder daß ein oder mehrere unter einem oder mehreren der Patentansprüche 5,6,10 - 14 gekennzeichnete Flüssigkeitsturbinen darin verwendet werden.
Priority Applications (6)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19843409934 DE3409934A1 (de) | 1984-03-17 | 1984-03-17 | Nach dem injektorprinzip arbeitende vorrichtungen und verwendung solcher vorrichtungen bei kreiselpumpen, turbinen und insbesondere hydrodynamischen getrieben |
AT85102654T ATE37219T1 (de) | 1984-03-17 | 1985-03-08 | Stroemungsmaschine und verfahren zu ihrer steuerung. |
EP85102654A EP0158126B1 (de) | 1984-03-17 | 1985-03-08 | Strömungsmaschine und Verfahren zu ihrer Steuerung |
DE8585102654T DE3564990D1 (en) | 1984-03-17 | 1985-03-08 | Turbo machine and method of controlling it |
US06/712,199 US4751817A (en) | 1984-03-17 | 1985-03-15 | Fluid machine and a method of controlling the same |
JP60055642A JPS60228707A (ja) | 1984-03-17 | 1985-03-18 | 流体機械およびその制御方法 |
Applications Claiming Priority (1)
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---|---|---|---|
DE19843409934 DE3409934A1 (de) | 1984-03-17 | 1984-03-17 | Nach dem injektorprinzip arbeitende vorrichtungen und verwendung solcher vorrichtungen bei kreiselpumpen, turbinen und insbesondere hydrodynamischen getrieben |
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JP (1) | JPS60228707A (de) |
DE (1) | DE3409934A1 (de) |
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3418384A1 (de) * | 1984-05-17 | 1985-11-21 | Peter Graf von 8000 München Ingelheim | Vorrichtungen zur drehzahlunabhaengigen foerderstromregulierung mit energierueckgewinn bei konstantpumpen - insbesondere bei schmieroelpumpen |
EP0615079A1 (de) * | 1993-03-08 | 1994-09-14 | Ford Motor Company Limited | Schaltsteuerventil für ein stufenlos verstellbares Getriebe |
Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH224739A (de) * | 1941-12-22 | 1942-12-15 | Tech Studien Ag | Verfahren zum Betrieb von Wärmekraftanlagen. |
DE1055304B (de) * | 1951-06-29 | 1959-04-16 | Conservatoire Nat Des Arts & M | Einrichtung zur Veraenderung des engsten Querschnittes eines rechteckigen Kanals fuer mit hoher Geschwindigkeit stroemende Gase |
DE1183751B (de) * | 1958-06-19 | 1964-12-17 | Snecma | Einrichtung zur Beeinflussung der Richtung und der Querschnittsflaeche eines aus einer Lavalduese austretenden UEberschallstrahls |
US3371618A (en) * | 1966-02-18 | 1968-03-05 | Chambers John | Pump |
DE1500454A1 (de) * | 1965-05-14 | 1969-06-12 | Nendl Dipl Ing Dusan | Hydraulische Kraftuebertragungsvorrichtung |
US3778038A (en) * | 1970-03-06 | 1973-12-11 | Dresser Ind | Method and apparatus for mixing and modulating liquid fuel and intake air for an internal combustion engine |
DE2457425A1 (de) * | 1974-01-04 | 1975-07-17 | Dresser Investments | Variables venturimischrohr zum mischen und regulieren fluessigen brennstoffes mit der einlassluft einer brennkraftmaschine |
AT358335B (de) * | 1975-10-03 | 1980-09-10 | Gilli Paul Viktor Dipl Ing Dr | Einrichtung zum schnellanfahren und/oder zum kurzzeitigen ueberlasten eines gasturbinen- satzes mit offener prozessfuehrung |
DE8228899U1 (de) * | 1982-10-14 | 1983-01-27 | Brugger, Inge, 8130 Starnberg | Vorrichtung zum zerstaeuben, verteilen, vermischen von fluessigkeiten |
DE3148756A1 (de) * | 1981-12-09 | 1983-07-21 | Dusan Dr.-Ing. 8000 München Nendl | Ueberschallringduese |
-
1984
- 1984-03-17 DE DE19843409934 patent/DE3409934A1/de not_active Ceased
-
1985
- 1985-03-18 JP JP60055642A patent/JPS60228707A/ja active Pending
Patent Citations (10)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
CH224739A (de) * | 1941-12-22 | 1942-12-15 | Tech Studien Ag | Verfahren zum Betrieb von Wärmekraftanlagen. |
DE1055304B (de) * | 1951-06-29 | 1959-04-16 | Conservatoire Nat Des Arts & M | Einrichtung zur Veraenderung des engsten Querschnittes eines rechteckigen Kanals fuer mit hoher Geschwindigkeit stroemende Gase |
DE1183751B (de) * | 1958-06-19 | 1964-12-17 | Snecma | Einrichtung zur Beeinflussung der Richtung und der Querschnittsflaeche eines aus einer Lavalduese austretenden UEberschallstrahls |
DE1500454A1 (de) * | 1965-05-14 | 1969-06-12 | Nendl Dipl Ing Dusan | Hydraulische Kraftuebertragungsvorrichtung |
US3371618A (en) * | 1966-02-18 | 1968-03-05 | Chambers John | Pump |
US3778038A (en) * | 1970-03-06 | 1973-12-11 | Dresser Ind | Method and apparatus for mixing and modulating liquid fuel and intake air for an internal combustion engine |
DE2457425A1 (de) * | 1974-01-04 | 1975-07-17 | Dresser Investments | Variables venturimischrohr zum mischen und regulieren fluessigen brennstoffes mit der einlassluft einer brennkraftmaschine |
AT358335B (de) * | 1975-10-03 | 1980-09-10 | Gilli Paul Viktor Dipl Ing Dr | Einrichtung zum schnellanfahren und/oder zum kurzzeitigen ueberlasten eines gasturbinen- satzes mit offener prozessfuehrung |
DE3148756A1 (de) * | 1981-12-09 | 1983-07-21 | Dusan Dr.-Ing. 8000 München Nendl | Ueberschallringduese |
DE8228899U1 (de) * | 1982-10-14 | 1983-01-27 | Brugger, Inge, 8130 Starnberg | Vorrichtung zum zerstaeuben, verteilen, vermischen von fluessigkeiten |
Cited By (3)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
DE3418384A1 (de) * | 1984-05-17 | 1985-11-21 | Peter Graf von 8000 München Ingelheim | Vorrichtungen zur drehzahlunabhaengigen foerderstromregulierung mit energierueckgewinn bei konstantpumpen - insbesondere bei schmieroelpumpen |
EP0615079A1 (de) * | 1993-03-08 | 1994-09-14 | Ford Motor Company Limited | Schaltsteuerventil für ein stufenlos verstellbares Getriebe |
US5383812A (en) * | 1993-03-08 | 1995-01-24 | Ford Motor Company | Radio control valve for a continuously variable transmission |
Also Published As
Publication number | Publication date |
---|---|
JPS60228707A (ja) | 1985-11-14 |
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