DE4226664A1 - Rotationsdruck- und Saugpumpe mit thermodynamischem Fliehkraftrotor - Google Patents
Rotationsdruck- und Saugpumpe mit thermodynamischem FliehkraftrotorInfo
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- F—MECHANICAL ENGINEERING; LIGHTING; HEATING; WEAPONS; BLASTING
- F04—POSITIVE - DISPLACEMENT MACHINES FOR LIQUIDS; PUMPS FOR LIQUIDS OR ELASTIC FLUIDS
- F04D—NON-POSITIVE-DISPLACEMENT PUMPS
- F04D29/00—Details, component parts, or accessories
- F04D29/18—Rotors
- F04D29/22—Rotors specially for centrifugal pumps
- F04D29/2261—Rotors specially for centrifugal pumps with special measures
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- 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
- F04D13/043—Units comprising pumps and their driving means the pump being fluid driven the pump wheel carrying the fluid driving means
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Description
Die Erfindung betrifft eine "Rotationsdruck- und Saugpumpe" mit einem
thermodynamischen Fliehkraftrotor, die durch Entstehung eines
thermodynamischen Arbeitseffektes in einer Weg-/Zeit-Konstante der
Fliehkraft, die thermische Energie des Wassers in kinetische Energie
umsetzt und daraus ihre Leistung bezieht, so daß der Rotor der Pumpe in
den Pumpenausgang Druck und Druckabströmung liefert und im Pumpeneingang
Unterdruck und Saugkrafteinströmung verursacht.
Die Förderleistung der Pumpe wird in einem Rotor (durch diesen
Arbeitseffekt) und der Fliehkraft thermodynamisch erzeugt und in den
Druckraum der Pumpe bzw. Eingang abgegeben. Es können als Fördermedium
daher nur Wasser oder dem Wasser ähnliche Flüssigkeiten Verwendung
finden. (Bild 1A).
Die Pumpe besteht aus einem beidseitig ausgedrehten Hohlkörper, dem
Pumpengehäuse (1) mit einer Gehäusetrennwand (16), die den Pumpenraum in
einen Saugraum (15) und Druckraum (17) unterteilt, einem eingesetzten
Lagergehäuse (5) zur Aufnahme der Antriebswelle (6), Dichtung (8),
Wälzlager (9) und dem Saugdeckel (12). Im Druckraum befindet sich der
Rotor (2) mit seinen Abströmöffnungen (22) und in den stirnseitig
eingesetzten Druckminderungssystemen (4) um flächendeckend
Reibungsverluste zu mindern, (Patentnachreichung, wird nicht weiter
erleutert) die Abströmnut (18) und der Druckstutzen (19). Im Saugraum,
dem Rotor aufgesetzt, befindet sich eine berührungsfreie Drucksperre (3)
die den Förderdruck vom Rotoreinlauf trennt (Patentnachreichung, wird
ebenfalls nicht weiter erleutert). Der Pumpeneinlauf durch den
Saugstutzen (13) erfolgt durch eine Einlauftülle (14) direkt in den
Rotor.
Kernpunkt der Erfindung ist der Rotor, der einen koaxialen Einlaß und
mehrere, je nach Größe und Leistungsfähigkeit angepaßte, über seinem
Umfang verteilte Abströmöffnungen (22) besitzt und im wesentlichen aus
zwei ineinander gesetzten Teilen besteht, so daß sich, mit der
Antriebswelle (6), einem Innenteil (25) und einem übergeschobenen und
verschraubten Aufnahmeteil (23) mit Druckmantel (24) und der Abdichtung
(39), ein festes, drehendes Teil ergibt. Am Innenteil befindet sich der
Rotorsaugstutzen (26) für den Einlauf mit einem Gewinde für die Aufnahme
der Drucksperre (3). Im Einlaufbereich befinden sich Einlaufkegel (27),
Zentrale-Saugkammer (28), Drehlamellen (29) und Saugkanäle (30). Im
mittleren Teil des Rotors begrenzen RDE (33) und RDAu (34) die
Diffusionskammer (31) mit ihrer Diffusionsgegennut (32) zur
Energieaufnahme. Zwischen den Drucklamellen (36) befinden sich die
Energiekanäle (37). In diesen Energiekanälen bilden RDAu (34) und RDA
(35) die Weg-/Zeit-Konstante für den Energieumsetzungseffekt. Die
Abströmung und Richtungsumkehr erfolgt in einer gemeinsamen Abgabekammer
(22a). RDAu und RDE haben Doppelfunktionen. RDAu begrenzt den
Strömungsquerschnitt der Axialströmung aus der Diffusionskammer zum
Druckmantel und bestimmt somit die Höhe des Staudruckes und die Drehzahl
bei Rotoranlauf zum Auslösen der Energieumsetzung. Desweiteren bildet
RDAu den äußeren Radius der Weg-/Zeit-Konstante. RDA ist der innere
Radius der Weg-/Zeit-Konstante und bestimmt den Drehzahl-entsprechenden
Abgabedruck. Funktion und Aufbau (Bild 1 und 2B bis E).
In seiner inneren Längsrichtung ist der Rotor in vier Stufen unterteilt,
1. Einströmung, 2. Energiezugabe, 3. Energieumsetzung, 4. Abströmung.
Durch das Abwinkeln der wasserführenden Systeme über den inneren
Rotorumfang, aus einer radialen in eine axiale Richtung, wieder in eine
radiale Richtung nach innen, in die Abgabekammer und Richtungsumkehr
nach außen und der damit verbundenen Wegverlängerung der Durchströmung
über die Katheten der Winkel, wird ein Zeitgewinn für die
Drehgeschwindigkeit und damit eine Ausnutzung der Möglichkeiten der
Fliehkraft erzielt. Von den radialen Ein- und Abströmungen abgesehen,
hat das Wasser über den inneren Rotorumfang zwar eine axiale
Strömungsrichtung bzw. Geschwindigkeit, ist aber in Bezug seiner
Schwerkraft der Drehbewegung unterworfen. Das in Längsrichtung
durchströmende Wasser erhält mit Drehbeginn sofort einen höheren Druck,
der dem Abgabedruck/Förderhöhe mit steigender Drehzahl immer voraus ist
und nicht ausgeglichen werden kann, und eine zweite Geschwindigkeit. Zur
Axialgeschwindigkeit kommt eine Drehgeschwindigkeit hinzu. (Zum besseren
Verständnis des Rotors: sämtliche, im Rotor ablaufende und erläuterte
Druckbedingungen beziehen sich nicht auf die statischen, hydrostatischen
und dynamischen Eigendruckverhältnisse des Wassers außerhalb der
Fliehkraft. Unter Rotationsbedingungen unterliegt das Wasser Bahnebenen
und die, mit ihrer Geschwindigkeit eigenen physikalischen Gesetzen.
Druck bedeutet nicht nur Gewicht und Fliehkraft nach außen, sondern
Dichteausgleich zur Geschwindigkeit der betreffenden Bahnebenen.
Unterdruck oder Druckminderung ist ein Dichtemangel zur Geschwindigkeit
der betroffenen Bahnebenen und wird durch Abgabe von Oberflächenenergie
[Satz von Stokes auf die Fliehkraft übertragen] aus der Wassertemperatur
jeder Bahnebene vom Wasser ausgeglichen.) Aus dem Verhältnis beider
Geschwindigkeiten zueinander m/s, ist es nun möglich, aus der
Drehgeschwindigkeit spezifische Oberflächenenergie, (die, allgemein als
potenzielle Energie bekannt, bei üblichen Kreiselpumpen, mit der
Fliehkraftabströmung entsteht und deren Wirkungsgrad erhöht, ebenso
Kavitation verursachen kann) konzentriert aus der Energiezugabestufe
(Die zweite Stufe, als Diffusionskammer bezeichnet, vergrößert das
Massevolumen des Wassers im Rotor. Die Axialströmung wird über deren
Umfang gesaugt. Damit sich das Wasser ständig austauschen kann, hat die
Diffusionskammer und deren Gegennut keine Antriebslamellen und erzeugt
so, durch die Schwerkraft des Wassers, eine eigene, mit der
Axialströmung nicht synchronlaufende Drehgeschwindigkeit
(Quergeschwindigkeit), ebenso ist RDE kleiner als RDAu. Die
Energiezugabe erfolgt durch Unterdruck. Da Fliehkraft, von innen
geschlossen, nach außen geöffnet [geöffnet über RDE und RDAu] auf die
Vergrößerung des Volumens ausgerichtet ist und Wasser sich nicht
vergrößern oder ausdehnen läßt, Druckminderung verursacht, die vom Wasser
mit Energieaufbau beantwortet werden muß.) an die Axialströmung
abzugeben, ebenso Druck und Dichte aus der ersten Stufe, nach innen
begrenzt durch den Radius RDE. In der dritten Stufe, zwischen den Radien
RDAu und RDA (Weg-/Zeit-Konstante) erfolgt die Energieumsetzung durch
einen "thermodynamischen Effekt" (wider aller physikalischer
Erkenntnisse.) Das gesamte durchströmende Wasser (Axialströmung) wird
gezwungen, aus seinem äußeren Umfang radial gegen die Fliehkraft nach
innen zu fließen, hierbei entsteht am Rotoreingang Unterdruck und
Saugkrafteinströmung und in der Rotorabströmung (4. Stufe) Druck und
Druckkraftabströmung. Diese "Arbeitskraft" ist der Fliehkraft
untergeordnet, steigt aber mit zunehmender Drehgeschwindigkeit und
Energiezugabe schneller als die Fliehkraft und steht somit als
kinetische Energie aus der Wassertemperatur zur Verfügung.
Der radiale Unterschied zwischen RDAu und RDA von 0,05 mm ist ein
Näherungswert auf Null und wurde durch Versuche ermittelt. Die
Durchtrittzeit zwischen den Bahnebenen dieser Strecke, wird bei
Beschleunigung immer geringer und die Druckdifferenz immer größer,
ebenso vergrößert sich die Geschwindigkeitsdifferenz beider Bahnebenen
zueinander. Allein die Rückstufung von einer größeren auf eine kleinere
Bahnebene erzwingt eine höhere Dichte der Wassermoleküle, eine Energie-
und Geschwindigkeitsmitnahme in die kleinere Bahnebene, wo zumindest die
höhere Drehgeschwindigkeit auf die Axialgeschwindigkeit übertragen wird.
Aller Wahrscheinlichkeit nach fehlt den Molekülen die Zeit, die
aufgenommene Energie wieder in Wärme umzusetzen, so daß dieser
Beschleunigungseffekt des Wassers entstehen muß.
Bei einer Vergrößerung des Abstandes dieser Radien zueinander, läßt die
Arbeitsleistung nach. Bei einem Abstand unter Null, ist die
Gesamtfunktion des Rotors nicht mehr vorhanden. Der kleinere Radius
hierbei ist RDA. Der Durchfluß dieser Stufe bedeutet keinerlei
Querschnittseinschränkung des durchströmenden Wassers, da der Querschnitt
über den Umfang verteilt ist. Die Maximierung der Fördermenge wird vom
Einlaufquerschnitt des Rotors bestimmt. Der geringste Querschnitt im
gesamten Durchlaufbereich ist der Austrittsquerschnitt der Pumpe und ist
auf die Anlaufleistung für den Antriebsmotor abgestimmt, da der
Energieumsetzungseffekt und somit die Arbeitsleistung des Rotors unter
Druckbedingungen schneller anlaufen und mit zunehmendem Abgabedruck der
Drehwiderstand des Rotors abnimmt. (Mehr Energie aus dem Verhältnis:
Drehgeschwindigkeit/Axialgeschwindigkeit). Ein Wärmeaustausch über das
Rotormaterial, als eine Art Wärmebrücke, findet bei Förderung nicht
statt, bei der Druckmessung aber, ist sie vorhanden (wegen der geringen,
nicht mehr durchfließenden Wassermasse im Rotor) und erfolgt von außen,
über den Druckmantel nach innen und führt bei falscher Materialwahl und
längeren Druckmessungen, durch Abtragung der inneren Oberfläche, zur
Zerstörung des Rotors, z. B. bei Messing.
Je nach Durchmesser und Drehzahl, Gewicht des Rotormaterials und die
Optimierung der inneren Durchlaufquerschnitte des Rotors zueinander,
kann am Pumpenausgang ein mehrfaches Übersetzungsverhältnis,
Kupplungsleistung/Abgabeleistung, zur Verfügung stehen.
Die Drehlamellen im Rotor haben keine Schaufelfunktion, sondern die
Aufgabe, aus der Fliehkraft im Druckmantel des Rotors, in der
Axialströmung Druck und Dichte aufzubauen und ihr die nötige
Drehbewegung zu verleihen und bei Förderanlauf zwischen den radial nach
innen gerichteten Drucklamellen, in der Weg-/Zeit-Konstante, zwischen
RDAu und RDA, zur Auslösung des thermodynamischen Effektes den nötigen
Staudruck zu liefern. Die Abströmöffnungen haben eine ähnliche Funktion,
Drehbewegung und Unterdruck in der, aller Systeme gemeinsamen
Abgabekammer zu erzeugen und ein Durchschalten mit dem Staudruck aus der
Einströmung zubewirken, der den Energieumsetzungseffekt auslöst.
Das wichtigste Teil im Rotor ist RDA (Druckabgabe). Über diese
Druckabgabestufe erhält der Rotor die Möglichkeit, einen von der
Fördermenge unabhängigen Druck abzugeben. Dieser Abgabedruck ist ein
Drehzahl-abhängiger Zwangsdruck, der nur seiner Bahngeschwindigkeit
unterliegt und immer aus dem Energieeffekt das nötige Wasser bezieht.
Dieser Abgabedruck ist dem Förderdruck gleichzusetzen und bestimmt die
drehzahlabhängige Förderhöhe. Extrem hohe Druckabgaben sind daher
möglich. Somit kann RDA auch als Berechnungsgrundlage des Rotors dienen.
Rein rechnerisch ergäbe sich für den Druck, daß bei allen Pumpen immer
nur eine bestimmte Höhe erreicht werden muß, mit zunehmender Rotorgröße
die Drehzahl abnimmt, die Energieumsetzung aber, über die größeren
Radien und der größeren Wassermasse in der Diffusionskammer zunimmt und
in Literleistung umgesetzt werden kann. Ebenso ergibt sich aus dem
Verhältnis Rotorgewicht/Volumenstrom (Das Gewicht des Rotors, ist der
Hauptverbraucher der Eingabeleistung) eine schnellere Zunahme des
Volumenstromes. Der gesamte Wasserdurchlauf ist über die Drehzahl linear
regelbar.
Bei zwei, in etwa identischer Testpumpen mit 10 mm Unterschied im
Rotordurchmesser, ergaben sich folgende Werte:
Rotor 38 mm Durchmesser, Gewicht 0,4 Kg, max. 20 L/Min bei 8500 UpM
Druck 2,5 Bar bei 12000 UpM, Leerlauf des Rotors 14000 UpM mit gleicher
Leistungsaufnahme des Motors 320 Watt.
Rotor 48 mm Durchmesser, Gewicht 0,7 Kg, max. 72 L/Min bei 7000 UpM
Druck 4.5 Bar bei 11000 UpM, Leerlauf des Rotors 13000 UpM mit gleicher
Leistungsaufnahme des Motors 900 Watt bei einem Pumpen- und Rotoreinlauf
von 16 mm Durchmesser. Bei einer Vergrößerung des Pumpen- und Rotor
einlaufes auf 20 mm Durchmesser für den Rotor und 25 mm für die Pumpe,
ergab sich bei gleicher Motorleistung eine Zunahme von 54 L/Min und eine
Zunahme der Mindestdrehzahl für den max. Volumenstrom um 1000 UpM. Eine
Vergrößerung des Pumpenausganges von 14 mm Durchmesser auf 20 mm
erbrachte eine weitere Erhöhung des Volumenstromes aber zu Lasten der
Anlaufleistung des Motors, so daß ohne Messungen die Pumpe wieder
umgebaut werden mußte.
Technische Daten einer Versuchspumpe im Vergleich mit einer Pumpe
üblicher Bauart (Kreiselpumpe) bei etwa gleicher Leistungsaufnahme des
Elektro-Antriebsmotors.
Rotordurchmesser 120 mm
Aufnahmeleistung des Antriebsmotors 940 Watt Volumenstrom 60 L/Min
Höhe 15 Meter.
Aufnahmeleistung des Antriebsmotors 940 Watt Volumenstrom 60 L/Min
Höhe 15 Meter.
Material des Rotors Messing, Radius der Druckabgabe 21,4 mm
Rotordurchmesser 48 mm, Gewicht kompl. mit Drucksperre Welle und
Kupplung 0,7 Kg
Aufnahmeleistung Motor 900 Watt, Leerlauf Motor 22000 UpM 4 Amp 220 V
Leerlauf mit Rotor ca. 13000 Upm 4,2 Amp
Volumenstrom 126 L/Min bei ca. 8000 Upm 4,2 Amp
Höhe 45 Meter ca. 11000 UpM 4,2 Amp, Förderanlauf bei ca. 300 UpM
Durchmesser im Eintrittsquerschnitt der Pumpe 25 mm, des Rotors 20 mm
Austrittsquerschnitte des Rotors 24 mal 28 mm2
Durchmesser im Austrittsquerschnitt der Pumpe 14 mm.
Rotordurchmesser 48 mm, Gewicht kompl. mit Drucksperre Welle und
Kupplung 0,7 Kg
Aufnahmeleistung Motor 900 Watt, Leerlauf Motor 22000 UpM 4 Amp 220 V
Leerlauf mit Rotor ca. 13000 Upm 4,2 Amp
Volumenstrom 126 L/Min bei ca. 8000 Upm 4,2 Amp
Höhe 45 Meter ca. 11000 UpM 4,2 Amp, Förderanlauf bei ca. 300 UpM
Durchmesser im Eintrittsquerschnitt der Pumpe 25 mm, des Rotors 20 mm
Austrittsquerschnitte des Rotors 24 mal 28 mm2
Durchmesser im Austrittsquerschnitt der Pumpe 14 mm.
Der Rotor dieser Testpumpe erreicht eine rechnerische Druckabgabe bei
12000 UpM von 10 Bar, bei 18000 UpM 100 Bar, (ohne Berücksichtigung der
Druckverluste über die Drucksperre) mit einem etwas stärkerem Antrieb
und besserem Drehmoment durchaus erreichbar, würde aber wegen des
verwendeten Materials, bei Förderung Abrieb über RDAu und RDA, bei einer
Druckmessung, ohnehin nicht durchführbar, eine sofortige Zerstörung des
Rotors und der Drucksperre (Aluminium) bedeuten.
Die Abgabeleistung solcher Pumpen erspart nachhaltig Förderenergie und
kann da eingesetzt werden, wo große Förderhöhen erreicht werden müssen,
Hochhäuser, Feuerwehren, ebenso zur umweltfreundlichen Energiegewinnung
über Speicherverfahren. Durch die gleichfalls hohe Saugleistung können
für Schmutzwasser Saugfilter vorgeschaltet werden. Durch das Verhältnis
Förderleistung/Rotorgröße wird die Baugröße der Pumpen wesentlich
verkleinert. Die Herstellung dürfte technisch kein Problem darstellen,
ist aber lohnarbeitsintensiv. Diese Kosten haben sich über das Verhältnis
Herstellungspreis /Energieeinsparung sehr schnell wieder amortisiert.
Bezugszeichenliste
Bild 1 "Rotationsdruck- und Saugpumpe"
A Prinzip der Pumpe
B Rotor, Masseverteilung und Durchströmung
C Weg-/Zeit-Konstante
RDE Radius, Druck und Strömungseinlauf
RDAu Radius, Druck und Strömungsaufnahme
RDA Radius, Druck und Strömungsabgabe
1 Pumpengehäuse
2 Fliehkraftrotor
3 Drucksperre
4 Druckminderungssysteme
5 Lagergehäuse
6 Drehachse
7 Abstandsbuchse
8 Simmering
9 Wälzlager
10 Lagerscheiben
11 Leckagebohrung
12 Saugdeckel
13 Saugstutzen
14 Rotor-Einlauftülle
15 Saugraum
16 Gehäusetrennwand
17 Druckraum
18 Abströmungsnut
19 Druckstutzen
20 Gehäuseabdichtungen
21 Gehäuseverschraubungen
22 Rotor-Abströmöffnungen
22a Abgabekammer
31 Diffusionskammer
36 Drucklamellen
Bild 2 D Rotor, Prinzip
E "Thermodynamischer Effekt"
Bild 3 "Thermodynamischer Fliehkraftrotor"
22 Abströmöffnungen
22a Abgabekammer
23 Aufnahmeteil
24 Druckmantel
25 Innenteil
26 Rotorsaugstutzen
27 Einlaufkegel
28 Zentrale Saugkammer
29 Drehlamellen
30 Saugkanäle
31 Diffusionskammer
32 Diffusionsgegennut
RDE 33 (Radius, Druck- und Strömungseinlauf)
RDAu 34 (Radius, Druck- und Strömungsaufnahme)
RDA 35 (Radius, Druck- und Strömungsabgabe)
36 Drucklamellen
37 Energiekanäle
38 Gewinde für Drucksperre
39 Rotorabdichtung
40 Rotorverschraubung
41 Achsenverschraubung
42 Feder
43 Abdeckscheiben
04 Druckminderungssysteme
A Rotor, Außensicht Druckmantel
B Rotor, Längsschnitt
C Rotor, Schnitt über C, Drehlamellen der Einströmung
D Rotor, Schnitt über D, Drucklamellen der Energieumsetzung
E Rotor, Außensicht- Innenteil
F Rotor, Innensicht und Längsschnitt Aufnahmeteil/Druckmantel
G Rotor, Schnitt über G, Aufnahmeteil/Abströmöffnungen
A Prinzip der Pumpe
B Rotor, Masseverteilung und Durchströmung
C Weg-/Zeit-Konstante
RDE Radius, Druck und Strömungseinlauf
RDAu Radius, Druck und Strömungsaufnahme
RDA Radius, Druck und Strömungsabgabe
1 Pumpengehäuse
2 Fliehkraftrotor
3 Drucksperre
4 Druckminderungssysteme
5 Lagergehäuse
6 Drehachse
7 Abstandsbuchse
8 Simmering
9 Wälzlager
10 Lagerscheiben
11 Leckagebohrung
12 Saugdeckel
13 Saugstutzen
14 Rotor-Einlauftülle
15 Saugraum
16 Gehäusetrennwand
17 Druckraum
18 Abströmungsnut
19 Druckstutzen
20 Gehäuseabdichtungen
21 Gehäuseverschraubungen
22 Rotor-Abströmöffnungen
22a Abgabekammer
31 Diffusionskammer
36 Drucklamellen
Bild 2 D Rotor, Prinzip
E "Thermodynamischer Effekt"
Bild 3 "Thermodynamischer Fliehkraftrotor"
22 Abströmöffnungen
22a Abgabekammer
23 Aufnahmeteil
24 Druckmantel
25 Innenteil
26 Rotorsaugstutzen
27 Einlaufkegel
28 Zentrale Saugkammer
29 Drehlamellen
30 Saugkanäle
31 Diffusionskammer
32 Diffusionsgegennut
RDE 33 (Radius, Druck- und Strömungseinlauf)
RDAu 34 (Radius, Druck- und Strömungsaufnahme)
RDA 35 (Radius, Druck- und Strömungsabgabe)
36 Drucklamellen
37 Energiekanäle
38 Gewinde für Drucksperre
39 Rotorabdichtung
40 Rotorverschraubung
41 Achsenverschraubung
42 Feder
43 Abdeckscheiben
04 Druckminderungssysteme
A Rotor, Außensicht Druckmantel
B Rotor, Längsschnitt
C Rotor, Schnitt über C, Drehlamellen der Einströmung
D Rotor, Schnitt über D, Drucklamellen der Energieumsetzung
E Rotor, Außensicht- Innenteil
F Rotor, Innensicht und Längsschnitt Aufnahmeteil/Druckmantel
G Rotor, Schnitt über G, Aufnahmeteil/Abströmöffnungen
Claims (12)
1. "Rotationsdruck- und Saugpumpe" mit einem thermodynamischen
Fliehkraftrotor, die durch einen thermodynamischen Arbeitseffekt in
einer Weg-/Zeit-Konstante zweier unterschiedlicher Radien über die
Fliehkraft, die thermische Energie des Wasser in kinetische Energie
umsetzt und daraus ihre Leistung bezieht, so daß der Rotor der Pumpe in
den Pumpenausgang Druck und Druckabströmung liefert und im Pumpeneingang
Unterdruck und Saugkrafteinströmung verursacht.
2. Die Pumpe nach Anspruch 1 ist dadurch gekennzeichnet, daß die
Förderdruck- und Saugleistung der Pumpe durch Fliehkraft in einem Rotor
thermodynamisch erfolgt und in den Druckraum bzw. Eingang der Pumpe
abgegeben wird. Des weiteren ist sie dadurch gekennzeichnet, daß als
Fördermedium nur Wasser oder dem Wasser ähnliche Flüssigkeiten,
verwendet werden kann.
3. Den Rotor der Pumpe nach Anspruch 1 und 2. Der Rotor ist dadurch
gekennzeichnet, daß er in seiner inneren Längsrichtung, in vier Stufen
aufgeteilt, (Einströmung, Energieaufnahme, Energieumsetzung, Abströmung)
der Pumpe die Förderleistung ermöglicht.
4. Den Rotor der Pumpe nach Anspruch 1 und 2. Der Rotor ist dadurch
gekennzeichnet, daß durch Abwinkeln der Wasserführung seiner Systeme
über den inneren Rotorumfang, von einer radialen in eine axiale Richtung
(Axialgeschwindigkeit) wieder in eine radiale Richtung nach innen mit
Richtungsumkehr nach außen, und der damit verbundenen Wegverlängerung
der Durchströmung über die Katheten der Winkel, ein Zeitgewinn für die
Drehgeschwindigkeit zur Axialgeschwindigkeit erreicht wird.
Der Rotor ist weiterhin dadurch gekennzeichnet, daß er aus dem
Verhältnis, Drehgeschwindigkeit/Axialgeschwindigkeit, die Fliehkraft in
die Lage versetzt, aus der Drehgeschwindigkeit des Wassers und einer im
Rotor befindlichen Diffusionskammer, der Wassertemperatur spezifische
Oberflächenenergie zu entnehmen und der Axialströmung zuzugeben.
5. Den Rotor der Pumpe nach Anspruch 1 und 2. Der Rotor ist dadurch
gekennzeichnet, daß er die, mit seiner Axialströmung aufgenommene
Oberflächenenergie, durch Fliehkraft in einer Weg-/Zeit-Konstante zweier
unterschiedlicher Radien, in kinetische Energie umsetzt. Wobei das
Wasser der Axialströmung gezwungen wird, von einem äußeren Umfang, gegen
die Fliehkraft, zwischen Drucklamellen, in einer radialen Richtung nach
innen zu fließen.
6. Den Rotor der Pumpe nach Anspruch 1 und 2. Der Rotor ist dadurch
gekennzeichnet, daß er mit Hilfe der Fliehkraft, den Staudruck der
Einströmung in der Weg-/Zeit-Konstante mit dem Unterdruck der Abströmung
bei Förderanlauf den Energieumsetzungseffekt auslöst.
7. Die Pumpe nach Anspruch 1 und 2, ist als "Rotations-Druckpumpe"
dadurch gekennzeichnet, daß sie einen Rotor besitzt, in dem die
Axialströmung mit Förderanlauf einen höheren Druck erhält, der mit dem
Abgabedruck/Förderdruck nicht ausgeglichen werden kann und somit der
Pumpe einen Drehzahl-abhängigen, von der Fördermenge unabhängigen
Förderdruck liefert. Die Pumpe ist daher in der Lage, extreme
Förderhöhen zu erreichen.
8. Die Pumpe nach Anspruch 1, 2 und 7, ist dadurch gekennzeichnet, daß je
nach Durchmesser und Drehzahl, Gewicht und die Optimierung der inneren
Durchlaufquerschnitte des Rotors, unter Berücksichtigung der thermischen
Energie, bis zu einem Mehrfachen an Abgabeleistung gegenüber der
Kupplungsleistung, der Pumpe zur Verfügung stehen können.
9. Die Pumpe nach Anspruch 1, 2 und 8, ist als "Rotations-Saugpumpe"
dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe keinen Einlauf-Vordruck benötigt
und das Fördermedium Wasser durch thermische Energieumsetzung in der
Zentrifugalkraft heben kann.
10. Die Pumpe nach Anspruch 1, 2 und 7 bis 9, ist als Energiesparpumpe
dadurch gekennzeichnet, daß durch ihre Abgabeleistung, Förderenergie
eingespart werden kann und die Bauweise der Pumpen zum Verhältnis
Förderleistung/Baugröße wesentlich verkleinert werden kann.
11. Die Pumpe nach Anspruch 1, 2 und 7 bis 10, ist dadurch
gekennzeichnet, daß die Pumpe aus einem beidseitig ausgedrehten
Pumpengehäuse (1) mit einer Gehäusetrennwand (16) besteht, die das
Gehäuse in einen Saugraum (15) und einen Druckraum (17) unterteilt,
sowie Saugdeckel (12) und Lagergehäuse (5) zur Aufnahme der Dichtung (8)
der Wälzlager (9) und der Antriebswelle (6). Im Druckraum mit
Abströmungsnut (18) und Druckstutzen (19) befindet sich der Rotor (2),
mit seinen Abströmöffnungen (22) und in den Stirnseitig eingesetzten
Druckminderungssystemen (4), wobei er mit einer aufgesetzten Drucksperre
(3) berührungsfrei in den Saugraum der Puppe hineinragt. Der
Pumpeneinlauf durch den Saugstutzen (13) erfolgt durch eine verjüngende
Einlauftülle (14) direkt in den Rotor.
12. Den Rotor der Pumpe nach Anspruch 1 bis 11. Der Rotor ist dadurch
gekennzeichnet, daß er einen koaxialen Einlaß und mehrere über seinem
Umfang verteilte Abströmöffnungen (22) besitzt und im wesentlichen aus
zwei ineinander gesetzten Teilen besteht, den auf der Antriebswelle (6)
befestigten Innenteil (25) mit Rotorsaugstutzen (26) für die Aufnahme
der Drucksperre und dem übergeschobenen und verschraubten Aufnahmeteil
(23) mit Druckmantel (24). Im Einströmbereich befinden sich Einlaufkegel
(27), Zentrale-Saugkammer (28), Drehlamellen (29) und Saugkanäle (30).
Im mittleren Teil des Rotors begrenzen RDE (33) und RDAu (34) die
Diffusionskammer (31) mit ihrer Diffusionsgegennut (32) zur
Energieaufnahme. Zwischen den Drucklamellen (36), in den Energiekanälen
(37) bilden RDAu (34) und RDA (35) die Weg-/Zeit-Konstante für den
Energieumsetzungseffekt. Die Abströmung erfolgt in einer gemeinsamen
Abgabekammer (22a).
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924226664 DE4226664A1 (de) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Rotationsdruck- und Saugpumpe mit thermodynamischem Fliehkraftrotor |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE19924226664 DE4226664A1 (de) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Rotationsdruck- und Saugpumpe mit thermodynamischem Fliehkraftrotor |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE4226664A1 true DE4226664A1 (de) | 1994-03-17 |
Family
ID=6465384
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE19924226664 Ceased DE4226664A1 (de) | 1992-08-12 | 1992-08-12 | Rotationsdruck- und Saugpumpe mit thermodynamischem Fliehkraftrotor |
Country Status (1)
Country | Link |
---|---|
DE (1) | DE4226664A1 (de) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5800121A (en) * | 1997-03-26 | 1998-09-01 | Fanelli; August J. | Pneumatic electric generating system |
-
1992
- 1992-08-12 DE DE19924226664 patent/DE4226664A1/de not_active Ceased
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
US5800121A (en) * | 1997-03-26 | 1998-09-01 | Fanelli; August J. | Pneumatic electric generating system |
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