DE859534C

DE859534C - Fluid vortex brake with steam generation

Info

Publication number: DE859534C
Application number: DESCH2103D
Authority: DE
Inventors: Otto Haecker
Original assignee: Carl Schenck Maschinenfabrik GmbH
Current assignee: Carl Schenck AG
Priority date: 1944-07-25
Filing date: 1944-07-25
Publication date: 1952-12-15

Description

Flüssigkeitswirbelbremse mit Dampferzeugung Es ist bei Flüssiglmeitswirbelbremsen bekannt, einen Teil der zugeführten Energie dadurch zurückzugewinnen, daß das Bremsmittel in Dampf verwandelt und einem geeigneten Verbraucher zugeführt wird. Bei derartigen Flüssigkeitswirblelbremsen bereiten die Dichtungen große Schwierigkeiten, insbesondere bei höheren Drücken geht außerordentlich viel Dampf und Wasser verloren, so daß die Funktion derartiger Bremsen in Frage gestellt, wenn nicht sogar unmöglich gemacht wird.Fluid vortex brakes with steam generation It is with fluid vortex brakes known to recover part of the supplied energy in that the braking means converted into steam and fed to a suitable consumer. With such Fluid vortex brakes cause the seals great difficulty, in particular at higher pressures an extraordinarily large amount of steam and water is lost, so that the function of such brakes called into question, if not even made impossible will.

Es sollte scheinbar an sich nicht schwierig sein, eine geeignete Dichtung zu finden, die auch bei höheren Drücken ihre Aufgabe erfüllt, da Dichtungen sowohl für Dampf als auch für Wasser bei hohen Drücken bekannt und betnebstauglich sind. It shouldn't seem difficult in and of itself to find a suitable one Finding a seal that does its job even at higher pressures, as seals Known for both steam and water at high pressures and suitable for operation are.

Die Anforderungen, die an die Dichtungen bei Flüs sigkeitswirbelbremsen mit Dampferzeugung gestellt werden, sind aber andere und wohl deshalb, weil ein Dampf-Wasser-Gemisch bei höheren Drülrken und Tetuperaturen auftritt, dem die derzeitig bekannten Dichtungen anscheinend nicht gewachsen sind. Andererseits ist es natürlich wichtige derartige Bremsen zu bauen und zu benutzen, weil sie einfacher und betriebssicher sind und trotzdem eine Rückgewinnung der zugeführten Energie zu einem recht hoben Prozentsatz ermöglichen.The requirements placed on the seals in fluid vortex brakes with steam generation, but are different and probably because a Steam-water mixture occurs at higher pressures and tetras, which is currently the case known seals are apparently not able to cope. On the other hand, it is natural important to build and use such brakes because they are simpler and more reliable are and still a recovery of the supplied energy to a right raised Enable percentage.

Um nun solche Bremsen für den praktischen Betrieb brauchbar zu machten, wird gemäß der Erfindung die eigentliche Bremse mit einem kesselartigen Gehäuse umgeben, das von dem in der Flüssigkeitswirbelbremse erzeugten Dampf auf dem Weg zu seiner Verwertung durchströmt wird. Die Abdichtung der eigentlichen Bremse nach außen hin spielt bei dieser Anordnung keine besondere Rolle, da das etwa aus der Bremse entweichende Dampf-Flüssigkeits-Gemisch in diesen Ixessel gelangt. Dadurch, daß in dem Kessel fast der gleiche Druck wie im Innern der Bremse herrscht, an beiden Seiten der Dichtung also etwa der gleiche Druck besteht, wird erheblich weniger Dampf. In order to make such brakes useful for practical use, is according to the invention, the actual brake with a boiler-like housing surrounded by the vapor generated in the fluid vortex brake on the way is flowed through for its recovery. the Sealing the actual The brake on the outside does not play a special role in this arrangement, since that any vapor-liquid mixture escaping from the brake gets into this Ixessel. Because there is almost the same pressure in the tank as inside the brake, So there is roughly the same pressure on both sides of the seal, becomes considerable less steam.

Flüssigkeits-Gemisch durch die Dichtung hindurditreten als bei einem Austritt ins Freie. Praktisch fallen daher diese Verluste kaum ins Gewicht, ganz abgesehen davon, daß der etwa austretende Dampf ohnehin zusammen mit dem normalerweise das Cahäuse durchströmenden Dampf der Verbraucherstelle zugeführt wird, während etwa hindurchtretendes Wasser wieder in die Bremse hineingepumpt wfrd Es ist zweckmäßig den normal aus der Bremse abgezogenem Dampf zunächst einem Sammelraum zuzuführen, der auch gleichzeitig das aus der Bremse austretende Wasser aufnehmen kann. Dieser Dampfsammelraum kann getrennt für sich angeordnet oder auch unmittelbar mit dem die Bremse umgebenden kesselartigen Gehäuse verbunden sein.Tread the liquid mixture through the seal than with one Exit into the open. In practice, therefore, these losses are hardly significant, quite apart from the fact that the steam that escapes along with the normal anyway Steam flowing through the housing is supplied to the consumer point while any water that has passed through is pumped back into the brake. It is useful to first feed the steam normally withdrawn from the brake to a collecting space, which can also absorb the water escaping from the brake at the same time. This Steam collecting space can be arranged separately or directly with the be connected to the boiler-like housing surrounding the brake.

Unter Umständen kann auch dieses Gehäuse selbst als Dampfsammelraum dienen.Under certain circumstances, this housing itself can also be used as a steam collecting space to serve.

Das erwähnte Gehäuse kann fest angeordnet sein und sowohl den umlaufenden als auch den pendelnden Teil der Bremse umschließen. Vielfach dürfte es aber zweckmäßig sein, auch dieses lresselartige Gehäuse pendelnd aufzuhängen und mit dem lentsprechenden Teil der Bremse fest zu verbinden. The mentioned housing can be arranged in a fixed manner and both the circumferential as well as the oscillating part of the brake. In many cases, however, it should be appropriate be able to hang up this fishtail-like housing and use the corresponding one To firmly connect part of the brake.

Die Ausführung der eigentlichen Bremse ist für die Erfindung nicht wesentlich. Vorzugsweise wird man Flüssigkeitsbremsen benutzen, bei denen Stator und Rotor mit den bekannten Taschenkrinzen versehen sind. Eine besonders zweckmäßige Kombination mit der Erfindung dürfte eine solche Bremse sein, bei der der innere Teil nur pendelnd gelagert ist, während das Bremsgehäuse umläuft, wobei beide selbstverständlich ebenfalls mit Taschenkränzen versehen sind. Bei derartigen Bremsen läßt sich eine besonders einfache und sicher arbeitende Regelung anbringen, indem die austretende Flüssigkeit in einem besonderen Sammelraum einen Ring bildet, von dem durch ein Schöpfrohr ständig ein bestimmter Teil abgeschnitten und nach außen abgeführt wird. Dieses zum Zwecke der Regelung der Bremse entnommene Wasser von veiliältnismäßig hoher Temperatur wird dann der Bremse sofort wieder zugeführt. The execution of the actual brake is not necessary for the invention essential. Fluid brakes with a stator and rotor are provided with the well-known pocket rings. A particularly useful one Combination with the invention should be such a brake in which the inner Part is only pendularly mounted while the brake housing rotates, both of which are of course are also provided with pocket wreaths. With such brakes can a Attach particularly simple and safe working regulation by the exiting Liquid in a special collecting space forms a ring, from which a Scoop tube is constantly cut off a certain part and discharged to the outside. This water, taken for the purpose of regulating the brake, is of varying proportions high temperature is then immediately fed back to the brake.

Diese letztere Ausführungsart des Erfindungsgedankens ist in der Zeichnung schematisch dargestellt, dient aber nur als Beisp el der zahlreichen eingangs schon erwähnten Ausführungsmög] ichkeiten des Erfindungsgedankens. This latter embodiment of the inventive concept is in Drawing shown schematically, but serves only as an example of the numerous at the beginning already mentioned implementation possibilities of the inventive idea.

Die eigerntliche Bremse besteht aus dem pendelnden Teil I und dem umlaufenden Teil 2. Beide sind mit Taschenkränzen 3 ausgestattet, die in bekannter Weise die Wasserwirbel hervorrufen und damit die Leistung abbremsen. Diese Bremse mit ihren Zubehörteilen ist von dem kesselartigen Gehäuse 4 umgeben. Diese Teile sind derartig gelagert, daß die ganze pendelnde Einrichtung in den beiden festen Lagern 5 und 6 ruht. Das Lager 5 nimmt die Hohlwelle 7 auf, die fest mit der Stienwand 8 des kesselartigen Gehäuses 4 verbunden ist. An der gegenüberliegenden Seite des Kessels befindet sich eine in eine Nabe auslaufende Wand g, die in dem Lager 6 ruht. Auf der schon erwähnten Hohhvelle 7 sitzt der pendelnde Teil 1 der Bremse und an dem Kesse] 4 der Dampfsammelraum lo. Der Isessellvird durch eine Wand ii begrenzt, d,r die Dichtung 12 aufnimmt, die das Innere des Kessels gegen die Lagerstellen und nach außen hin abdichtet. The own brake consists of the oscillating part I and the circumferential part 2. Both are equipped with pocket rings 3, which are known in Way to cause the water eddies and thus slow down the performance. This brake with its accessories is surrounded by the boiler-like housing 4. These parts are mounted in such a way that the whole oscillating device is fixed in the two Bearing 5 and 6 are at rest. The bearing 5 takes the hollow shaft 7, which is firmly attached to the stem wall 8 of the boiler-like housing 4 is connected. On the opposite side of the Kessel there is a wall g which ends in a hub and rests in the bearing 6. On the already mentioned Hohhvelle 7, the oscillating part 1 of the brake sits on the boiler] 4 the steam collecting space lo. The Isessell is bounded by a wall ii, d, r receives the seal 12, which holds the inside of the boiler against the bearings and seals to the outside.

Alle diese Teile und die dazugehörigen Verbindtrngsleitungen u. dgl. sind pendelnd gelagert, so daß die bei dem Lauf der Bremse elntstehende Reaküonskraft von diesen Teilen auf eine Meßeinrichtung, die in der Zeichnung nicht dargestellt ist, übertragen werden kann. All these parts and the associated connecting lines and the like. are oscillating so that the reaction force generated when the brake is running of these parts to a measuring device, which is not shown in the drawing is, can be transmitted.

Die umlaufenden Teile der Bremse sind an den pendelnden Teilen gelagert. Hierzu dienen das in der Nabe g angeordnete Lager 13 sowie ein weiteres Lager 14, das in dem Seitenschild 15 eines an den Kessel bzw. dessen Teil 9 angeflanschten Gehäuses i6 angeordnet ist. Diese beiden Lager nehmen die Welle 17 auf, die das gesamte Gehäuse 2 der Bremse mit allen daran fest angeordneten Teilen trägt. Erforderlichenfalls kann der an das Bremsgehäuse 2 auf der gegenüberliegenden Seite angefLanschte Deckel 18 auf der pendelnden Hnhhvelle 7 gelagert werden, um so die fliegende Lagerung der umlaufenden Teile etwas zu unterstützen. The rotating parts of the brake are mounted on the oscillating parts. The bearing 13 arranged in the hub g and another bearing 14 are used for this purpose, the one in the side plate 15 flanged to the boiler or its part 9 Housing i6 is arranged. These two bearings take on the shaft 17, which the carries the entire housing 2 of the brake with all parts fixedly arranged thereon. If necessary the cover flanged to the brake housing 2 on the opposite side 18 can be stored on the oscillating Hnhhvelle 7, so the floating storage of the rotating parts to support something.

Der Lauf der Flüssigkeit innerhalb der Bremse sowie der Abzug des entstehenden Dampfes ist folgender: Von einer Pumpe 19 wird die Flüssigkeit durch die Leitung 20 in das Rohr 21 gepumpt und gelangt nach Austritt aus dem Rohr von einem kleinen Sammelraum aus in die Bohrungen 22 des umlaufenden Teiles der Bremse. An dieser Stelle wird durch die infolge des Umlaufs auftretende Flizehkraft die Pump enwirkung unterstützt. Die Flüssigkeit gelangt dann in den inneren wirksanlen Raum der Bremse, bildet Wirbel und geht schließlich teilweise in Dampf über. Ein Dampf-Wasser-Gemisc'll tritt dann durch Kanäle 23 in einen Sammelraum 24 über. In dessen Innern befinden sich radial verlaufende Rippen, die die in diesem Sammelraum ohnedies stattfindende Trennung der Flüssigkeit von dem Dampf begünstigen. Es entsteht nämlich am äußeren Umfang ein Flüssigkeitsring und innen ein Dampfring. Auf diesen Sammelraum kann jedoch auch unter Umständen verzichtet und das D ampf-V-'asser-G emisch unmittelbar dem Raum 26 zugeführt werden. The flow of the liquid inside the brake as well as the withdrawal of the The resulting vapor is as follows: The liquid is carried by a pump 19 the line 20 is pumped into the pipe 21 and passes after exiting the pipe from a small collecting space in the bores 22 of the circumferential part of the brake. At this point, the tensile force that occurs as a result of the rotation causes the Pump effect supported. The liquid then reaches the inner effective channels Space of the brake, forms eddies and finally turns into steam. A The steam-water mixture then passes through channels 23 into a collecting space 24. In its interior are radially extending ribs, which are in this collecting space favor separation of the liquid from the vapor which takes place anyway. It arises namely a liquid ring on the outer circumference and a steam ring on the inside. On this The collecting space can, however, under certain circumstances be dispensed with and the D ampf-V-'asser-G are emically fed directly to the room 26.

Bei Benutzung des Sammelraums 24 gelangt die Flüssigkeit durch die Bohrung 25 in einen Raum 26, in dem sich ein Schöpfrohr 27 befindet. Dieses Schöpfrohr kann durch Betätigung des Handhebels 28 geschenkt werden. Hierdurch wird seine radiale Lage innerhalb des Raumes 26 geändert, und je nach dieser Lage wird mehr oder wemger Flüssigkeit von diesem Schöpfrohr erfaßt und in die Leitung 29 und damit aus der Bremse abgeführt. When using the collecting space 24, the liquid passes through the Bore 25 into a space 26 in which a scoop tube 27 is located. This scoop tube can be given by operating the hand lever 28. This will make its radial The position within the space 26 is changed, and depending on this position, there is more or less Detected liquid from this scoop tube and into line 29 and thus from the Brake removed.

Diese Einrichtung dient damit zur keistungsregelung. Der in einem inneren Ringteil des Raumes 24 sich sammelnde Dampf strömt durch die in der Hohlwelle 7 befindlichen Bohrungen durch das Innere dieser Hohlwelle sowie durch die Bohrung 30 und die Rohrleitung 31 in den Dampfsammelraum 10. Von hier aus ge]angt er durch mehrere kleinere Bohrungen 32 in das Innere des Gehäuses 4 und von da aus über die Leitung 33 zu einer beliebigen Verbrauchterstelle.This facility is used to regulate the output. The one in one inner ring portion of the space 24 collecting steam flows through the in the hollow shaft 7 located holes through the interior of this hollow shaft and through the hole 30 and the pipeline 31 into the steam collecting chamber 10. From here it goes through several smaller bores 32 in the interior of the housing 4 and from there over the Line 33 to any consumer point.

Das in dem Sammelraum I 0 sich sammelnde Wasser wird durch die Pumpe 19 über die Leitung 34 angesogen und wieder über die Leitung 20 in das Innere der Bremse gefördert. Die Flüssigkeit läuft also in einem Kreislauf und muß nur insoweit ergänzt werden, wie lein T'eil von ihr in Dampf umgewandelt wird. The water that collects in the collecting space I 0 is released by the pump 19 sucked in via line 34 and again via line 20 into the interior of the Brake promoted. The liquid therefore runs in a cycle and only has to be insofar can be added, as not a part of it is converted into steam.

Die leiglentliche Bremse ist durch ihr Gehäuse 2 nach allen Seiten hin fest geschlossen, mit Ausnahme der Berübrungsstelle wischen dem umlaufenden Deckel 18 und der nur pendelnden Hohlwelle 7. Diese Stelle kann, wie oben schon erwähnt, als Lager ausgebildet werden. Selbstverständlich kann hier niemals ein Kugellager, sondern immer nur ein Gleitlager vorgesehen werden. Das in der Bremse an vielen Stellen enthaltene Dampf-Wasser-Gemisch hat also einzig und allein an dieser Stelle die Möglichkeit, aus dem Innern der Bremse nach außen zu dringen, aber auch nur in das Innere des Kessels 4, weil der Kessel nach außen hin auf dieser Seite fest verschlossen ist. Etwa in den Kessel 4 üb ertretendes Dampf-Wasser-GIemisch wird infolge der Fliehkraft nach außen geschleudert. The actual brake is due to its housing 2 on all sides closed tightly, with the exception of the contact point wipe the circumferential Cover 18 and the only oscillating hollow shaft 7. This point can, as above mentioned, to be trained as a warehouse. Of course there can never be a Ball bearings, but always only one plain bearing can be provided. That in the brake The steam-water mixture contained in many places has only one effect at this point the possibility of penetrating from inside the brake to the outside, but only in the interior of the boiler 4, because the boiler is on the outside Side is tightly closed. For example, steam-water mixture entering the boiler 4 is thrown outwards as a result of centrifugal force.

Hierfür ist eine kreisförmige Rinne 35 seitlich der Kesselwad 8 angeordnet, die unten eine Bohrung hat, so daß das Wasser ablauten kann. Es würde dann aus dem unteren Teil des Kessels durch die Bohrungen 32 in den Sammelraum 10 gelangen.For this purpose, a circular channel 35 is arranged on the side of the Kesselwad 8, which has a hole at the bottom so that the water can bleed off. It would then be from the reach the lower part of the boiler through the bores 32 in the collecting space 10.

Der Dampf würde sich mit dem ohnehin innerhalb des Kessels 4 befindlichen Dampf vermischen.The steam would be located within the boiler 4 anyway Mix steam.

Schwieriglçeiben können also in dieser Beziehung nicht auftreten.Difficulties cannot arise in this regard.

Der Kessel 4 hat nach außen hin ebenfalls nur eine leinzige Dichtungsstelle nötig, die durch die Dichtung 12 abgedichtet ist. Da das Innere des Kessels aber niemals lein Dampf Wasser-Gemisch, sondern nur Dampf lenthält, nur in seinem untersten Teil kann aus dem soeben angegebenen Grunde etwas Wasser vorhanden sein, bereitet diese Dichtungsstelle bei Wahl einer geeigneten und für solche Dichtungszwecke bekannten und erprobten Dichtung gar keine Schwierigkeiten, selbst dann nicht, wenn mit hoben Dampfdrücken gearbeitet wird. The boiler 4 also has only one sealing point on the outside necessary, which is sealed by the seal 12. Since the inside of the boiler though never a mixture of steam and water, but only contains steam, only in its lowest For the reason just given, some of the water may be present, prepares this sealing point when choosing a suitable and known for such sealing purposes and tried poetry no difficulties at all, not even when raised Steam pressure is being used.

Der nach der Zeichnung unmittelbar an dem Gehäuse 4 befestigte Sammelraum I0 vergrößert selbstverständlich die pendelnde Masse, außerdem können auch die Flüssigkeitsb ewegun gen innerhalb dieses Raumes in manchen Fällen unter Umständen das Meßergebnis beeinflussen oder wenigstens die Ablesung (erschweren. Man wird dann den Siammelraum I0 vom Gehäuse 4 trennen und fest anbringen. The collecting space fastened directly to the housing 4 according to the drawing Of course, I0 increases the pendulum mass, and the fluid b ewegun conditions within this space in some cases the measurement result affect or at least make the reading (difficult. You will then use the collecting room Separate I0 from housing 4 and attach firmly.

In diesem Fall können jedoch die zwischen Sammelraum 10 und Kessel 4 erforderlichen Leitungen für die Messung nachteilig sein. Etwas günstiger werden in diesem Fall die Verhältnisse, wenn man den Dampf durch die Rohrleitung 31 nicht erst in den Sammelraum 10, sondern unmittelbar in den Kessel 4 führt. Hierbei kann auch unter Umständen auf die Leitung 31, jie nach Ausführung vielleicht auch auf die Bohrung 30 verzichtet und der Dampf unmittelbar vom Innern der Hohlxvelle 7 in den Dampfkessel 4 geführt werden.In this case, however, between the collecting space 10 and the boiler 4 lines required for the measurement can be disadvantageous. Get a little cheaper in this case the situation when the steam through the pipe 31 is not only leads into the collecting space 10, but directly into the boiler 4. Here can also under certain circumstances on line 31, depending on the execution maybe also on the bore 30 is dispensed with and the steam comes directly from the interior of the hollow shaft 7 are fed into the steam boiler 4.

Eine solche Führung des Dampfes ist unter Umständen auch bei der in der Zeichnung dargestellten Anordnung des Sammelraumes am Kessel 4 möglich. Dadurch läßt sich auch eine, Verkleinerung des Sammelraumes erreichetn, so das lein Einfluß auf den pendelnden T'eil geringer und infolgedessen auch weniger störend wirkt.Such guidance of the steam is also possible with the in The arrangement of the collecting space on the boiler 4 shown in the drawing is possible. Through this a reduction in the size of the collecting space can also be achieved, so that little influence acts less on the oscillating part and consequently also less disruptive.

PATENTANSPÜCHE: 1. Flüssigkeitswirbelbremse, in deren Innerem Dampf bzw. ein Dampf-Wasser-Gemisch erzeugt wird, das einem Sammelraum zugeführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß der aus dem Sammelraum abgezogene -Dampf auf dem Weg zu seiner Venvertung das Innere zeins die Bremse kesselartig umgebenden Gehäuses durchströ-mt. PATENT CLAIMS: 1. Fluid vortex brake with vapor inside or a steam-water mixture is generated, which is fed to a collecting space, characterized in that the vapor withdrawn from the plenum is on the way for its use the inside zeins the brake-like housing surrounding the brake flows through.

Claims

2. Fluid vortex brake according to claim I, characterized in that that the housing itself serves as a steam collecting space.

3. Fluid vortex brake according to claim 1 or 2, characterized in that that the housing is mounted oscillating and together with the oscillating part of the Brake for the purpose of transferring the torque absorbed by the brake to a power meter swings.

4. Fluid vortex brake according to claim 1 or the following, characterized characterized in that the inner one, in a known manner, with one or more pocket rings provided part of the brake is oscillating, while the outer, inner also The part provided with pocket wreaths revolves, which in turn is covered by the kettle-like housing connected to the oscillating part of the brake is surrounded.