DE412841C

DE412841C - Air chamber with liquid circulating in a ring

Info

Publication number: DE412841C
Application number: DEF47557D
Authority: DE
Original assignee: HERMANN FOETTINGER DR ING
Current assignee: HERMANN FOETTINGER DR ING
Priority date: 1920-08-25
Filing date: 1920-08-25
Publication date: 1925-04-28

Description

Windkessel mit ringförmig umlaufender Flüssigkeit. Die Erfindung bezweckt den Ausgleich Mark stoßender Flüssigkeitsbewegungen in @rbeits- und Kraftmaschinen, z. B. Pumpen, E xplosionswasserhebern, Turbinenrädern u. dgl., insbesondere für solche Fälle, wo sehr starke Stöße mit hohen Geschwindigkeiten vereinigt sind. Gleichzeitig ist darauf abgezielt, die sonst verlorengehende kinetische Energie in den betreffenden Maschinen nutz-I)ar zu machen.Air chamber with liquid circulating in a ring. The invention aims the compensation of the pounding fluid movements in work and power machines, z. B. Pumps, E xplosionswasserhebern, turbine wheels and the like., In particular for those cases where very strong shocks are associated with high velocities. Simultaneously is aimed at the otherwise lost kinetic energy in the concerned To make machines useful.

Zur Erreichung dieses Zieles wird ein an sich bekannter, als Windkessel wirkender Hilfsraum, in welchem die Flüssigkeit um einen Gaskern eine Umlaufbewegung ausführt, an die betreffende Arbeits- oder Kraftinaschine, vorzugsweise solche mit gleichartiger Umlaufbewegung, durch einen Ringspalt angeschlossen, so daß die vorhandene Geschwindigkeit der Flüssigkeit aufrechterhalten wird und unmittelbar nützlich verwendet «-erden kann.To achieve this goal, a known per se is used as an air chamber Acting auxiliary space in which the liquid circulates around a gas core executes, to the work or power machine in question, preferably those with similar orbital movement, connected by an annular gap, so that the existing Fluid velocity is maintained and used immediately useful «-Can earth.

Bei der Erfindung wird folgende durch Abb. 2 erläuterte physikalische Erscheinung benutzt. Läßt man Wasser tangential in den oberen Teil eines Trichters r einströmen, so bildet sich in der Mitte ein Luftschlauch 3, der von einem schnell umlaufenden Wasserkörper 2 ringförmig umgeben ist. Die Was-,;c:rteilchen bewegen sich dabei in spiraligen Bahnen abwärts; der Umlauf setzt sich indessen noch eine Zeit lang nahezu unverändert fort, wenn die untere Mündung geschlossen wird. Dieser Ring kreist jedoch nicht mit Umfangsgeschwindigkeiten u, uz, die dein Radius proportional zunehmen, sondern mit zunehmendem Radius r1, r2, abnehmen, so daß ungefähr die in dem Diagramm in Abb. 2 angegebene hyperbelar tige Geschwindigkeitskurve zustande kommt. Wenn sich z. B. das Wasser von q. nach 5 auf den halben Radius bewegt, so nimmt seine Umfangsgeschwindigkeit ungefähr auf das Doppelte zu. Die Geschwindigkeitsverteilung ist demnach so, daß die äußeren Wasserteilchen kleinere, die inneren immer größere Geschwindigkeiten besitzen.In the invention, the following is explained by Fig. 2 physical Appearance used. Lets water tangentially into the top of a funnel r flow in, an air tube 3 forms in the middle, which quickly flows from one circumferential body of water 2 is surrounded in a ring. The what-,; c: rparticles move down in spiral trajectories; the circulation, however, continues still continues almost unchanged for a while when the lower mouth is closed. However, this ring does not circle with peripheral speeds u, uz that your radius increase proportionally, but decrease with increasing radius r1, r2, so that approximately the hyperbelar term speed curve indicated in the diagram in Fig. 2 comes about comes. If z. B. the water of q. after 5 moved to half the radius, so its peripheral speed approximately doubles. The speed distribution is therefore such that the outer water particles are smaller and the inner ones are bigger and bigger Own speeds.

Abb. i zeigt beispielsweise eine Ausführungsform der Erfindung und veranschaulicht die organische Vereinigung zweier Windkessel 3i, 32 dieser Art mit einer zwischen beiden gleichachsig angeordneten Turbine 33. Die Arbeitsflüssigkeit wird stoßweise aus einem Druckwassererzeuger durch die tangential mündenden Leitvorrichtungen 36 zugeführt und kann zum Teil in der Verlängerung der Zuströmung 36 sofort durch den Ringraum 30 und den Leitapparat 37 in das Turbinenlaufrad 33 übertreten, um einen Teil seiner Energie an die Welle 35 abzugeben. Der flberschuß der Förderstöße wird im Windkessel 31, in dem die Wassermenge eine Umlaufbewegung ausführt und infolge der Wirkung der Fliehkraft einen Flüssigkeitsring bildet, vorübergehend unter Kompression des Gaskernes 3 gespeichert. Nach dem Austritt aus dem Laufrad 33 tritt der Hauptstrom der Flüssigkeit durch die Leitvorrichtung 38 in einen dort angeschlossenen anderen Zylinder des Explosionswasserhebers und verdichtet in diesem das Gemisch. Der C'berschuß tritt durch den Ringspalt 3.1. in den zweiten Windkessel 32, erzeugt in -ihm gleichfalls eine Umlaufbewegung um den Gas- oder Dampfkern 3 und tritt endlich absatzweise mit dem Hauptstrom durch die Leitvorrichtung 38 aus. Die Leitvorrichtungen 36 und 38 können nach Art von Ventil-1<lappen ausgebildet sein. Die Ausmündung der Windkessel nach der Maschine hin wird von einem Ringspalt gebildet und muß stets von Flüssigkeit bedeckt sein.Fig. I shows, for example, an embodiment of the invention and illustrates the organic union of two air vessels 3i, 32 of this type with a turbine 33 arranged on the same axis between the two Extension of the inflow 36 immediately passes through the annular space 30 and the diffuser 37 into the turbine impeller 33 in order to transfer part of its energy to the shaft 35. The excess of the pumping pulses is temporarily stored under compression of the gas core 3 in the air vessel 31, in which the amount of water circulates and forms a liquid ring as a result of the effect of the centrifugal force. After exiting the impeller 33, the main flow of the liquid passes through the guide device 38 into another cylinder of the explosion water lifter connected there and compresses the mixture therein. The excess occurs through the annular gap 3.1. generated in the second air chamber 32 in - it also an orbital movement around the gas or vapor core 3 and finally passes out batchwise with the main flow through the guide device 38th The guide devices 36 and 38 can be designed in the manner of valve lobes. The outlet of the air chamber towards the machine is formed by an annular gap and must always be covered by liquid.

Die Strömung kann bei 36 und 38 auch an irgendwelche Fördereinrichtungen mit stoßweise vor sich gehender Flüssigkeitszu- bzw. -abführung angeschlossen sein (z. B. an widderartige Einrichtungen bei 36) und weiterhin ins Freie münden (z. B. zur Ausnutzung der Brandung oder von Ebbe und Flut) ; oder sie kann zwischen 38 und 36 auf irgendeinem Wege in sich zurückgeschlossen sein (z. B. durch Anschluß an die Expansionsräume von Druckluft- oder Explosionswasserhebern irgendwelcher Art).The flow can also be sent to any conveyors at 36 and 38 be connected with intermittent liquid supply and drainage (e.g. to ram-like facilities at 36) and continue to flow into the open (e.g. B. to take advantage of the surf or the ebb and flow of the tide); or it can be between 38 and 36 be closed in on themselves in some way (e.g. through connection to the expansion spaces of compressed air or explosion water lifters of any kind Kind).

Bei genügender Umlaufgeschwindigkeit der Flüssigkeit kann die Achse des Windkessels, wie in Abb. i dargestellt ist, wagerecht angeordnet werden, wobei der Gasinhalt 3 von selbst eine etwas exzentrische Lage erhält. Aus der Abb. i ist auch ersichtlich, daß der Abschluß des Windkessels gegenüber einer ihn durchsetzenden Welle durch eine rohrförmigeWand 22 geschehen kann, die sowohl den Gasinhalt abdichtet, als auch zur Versteifung der Seitenwände dienen kann.If the liquid is circulating at a sufficient speed, the axis can of the air chamber, as shown in Fig. i, are arranged horizontally, with the gas content 3 is given a somewhat eccentric position by itself. From Fig. I is it can also be seen that the closure of the air chamber against a penetrating it Wave can happen through a tubular wall 22, which seals both the gas content, as well as to stiffen the side walls.

In allen Fällen gewährt diese dynamische Windkesselanordnung den Vorteil, daß stoßweise erzeugte hohe Geschwindigkeiten für den weiteren Prozeß nicht verlorengehen und noch dazu schädliche Wirkungen ausüben können, sondern schwungradartig im @@'indkessel für spätere unmittelbare Verwendung aufgespeichert bleiben.In all cases, this dynamic air chamber arrangement has the advantage of that high speeds generated intermittently are not lost for the further process and can also have harmful effects, but rather like a flywheel in the @@ 'indkessel remain stored for immediate use at a later date.

Die Erfindung ist vielseitiger Anwendung fähig, da die Vorteile dieser Windkesselanordnung in Verbindung mit den verschiedenartigsten Arbeits- und Kraftmaschinen sich zeigen. Beispielsweise können durch .die Erfindung die Wirkungsgrade von hydraulischen Maschinen und Apparaten, insbesondere Explosionswasserförderern, in weitgehendem Maße verbessert, Wasserschläge und Geräusche gedämpft und die Beanspruchungen des Materials sowie die Abnutzung mancher Teile erheblich verringert werden. Ähnliches gilt für hydraulische Widder, die bisher nur mit sehr kleinen Leistungen gebaut werden konnten. Die Erfindung ermöglicht den Ausbau derselben zu Großmaschinen für die verschiedensten Zwecke (Ausnutzung der Brandung, von Ebbe und Flut).The invention is capable of versatile applications because of the advantages of these Air chamber arrangement in connection with the most diverse work and power machines to show yourself. For example, the invention can improve the efficiency of hydraulic Machines and apparatus, in particular explosive water pumps, to a large extent Dimensions improved, water hammer and noises muffled and the stresses and strains of the Material as well as the wear and tear of some parts can be significantly reduced. Something like that applies to hydraulic rams, which so far have only been built with very small capacities could become. The invention allows the expansion of the same to large machines for the most diverse purposes (exploitation of the surf, ebb and flow).

Claims

PATRNT CLAIM: i. Air chamber with liquid circulating in a ring, characterized by the connection of its fluid space to an adjacent working or engine by means of an annular gap for the purpose of lossless utilization of the existing swing movement.

2. Air chamber according to claim i, characterized by an equiaxed connection to a turbine-like work or power machine.