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Flüssigkeitsfördernde, mit Dampf betriebene Verdrängermaschine Die
Erfindung betrifft eine flüssigkeitsfördernde, nach Art einer Drehkolbenmaschine
arbeitende, mit Dampf betriebene Verdrängermaschine mit einem mit in Drehrichtung
zurückgebogenen Radialschaufeln versehenen Läufer, insbesondere zur Kesselspeisung.
Für diese Zwecke werden Pumpenaggregate verwendet, die .im wesentlichen aus einer
Pumpe und einem Antriebsmotor bestehen. Sie sind in ihrem Aufbau verhältnismäßig
groß und teuer und, erfordern infolge ihres niedrigen Wirkungsgrades einen: hohen
Letistungsaufwand. Demgegenüber weist der Erfindungsgegenstand als in sich geschlossenes
Einzelaggregat im Gegensatz zu dem vorgenannten Doppelaggregat einen vorzüglichen
Wirkungsgrad auf und arbeitet daher mit geringem Leistungsaufwand. Erfindungsgemäß
wird der Läufer auf etwa dem halben Umfang vom Gehäuse dicht umschlossen, welches
sich auf der anderen Umfangshälfte slichelförmig erweitert, wobei die Sichelspitzen
an den kreisförmigen, den Läufer dicht umschließenden. Gehäuseteil anschließen,
der Ein.- und Austritt für die zu fördernde Flüssigkeit sich im Bereich des den
Läufer dicht umschließenden Gehäuseteiles und der Ein- und Austritt für den Betriebsdampf
sich im Bereich des sichelförmigen Gehäuseteiles be-
finden. Weiterhin,ist
erfindungsgemäß die, Eintrittsöffnung für den Betriebsdampf in Nabennähe- des Läufers
und im Anfangsbereich der sichelförmigen Erweiterung an einer oder beiden Gehäuseseitenwänden
angeordnet und vorzugsweise in ihrer äußeren Begrenzung in Drehrichtung des Läufers
radial
nach außen ansteigend ausgebildet, während die Austrittsöffnung für den Betriebsdampf
ebenfalls in Nabenn.ähe des Läufers, jedoch im Endbereich des sichelförmigen, Gehäuseteiles
an einer oder beiden Gehäuseseitenwänden angeordnet ist und in ihrer äußeren Begrenzung
radial nach innen in Drehrichtung des Läufers verläuft.
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Der Erfindungsgedanke, der die verschiedensten konstruktiven Ausführungsmöglichkeiten
zuläßt, ist in der anliegenden Zeichnung wiedergegeben, und zwar zeigt die Darstellung
einen Schnitt durch die erfindungsgemäße flüssigkeitsfördernde Verdrängermaschine.
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Sie besteht im wesentlichen aus der Welle i, die in einem Gehäuse
2 gelagert ist und einen Läufer trägt, der im wesentlichen aus, radial nach außen
verlaufenden, in Drehrichtung zurückgebogenen Schaufeln 3 besteht.
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In dem Gehäuse 2 ist ein die Schaufeln 3 des Läufers dicht abschließender
Ringraum q. vorgesehen, welcher auf einer Seite eine sichelförmig ansteigende und
sich wieder verengende Erweiterung 5 trägt. Seitlich der Schaufeln ist in Nebennähe
eine Dampfeintrittsöffnung 6 vorgesehen, deren äußere Begrenzung 7 in Drehrichtung
des Läufers 3 radial nach außen ansteigt.
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Gegenüber der Dampfeintrittsöffnung 6 ist in Nebennähe der Dampfaustritt
8 vorgesehen, wobei die betreffende Öffnung ebenfalls durch einen radial nach innen
verlaufenden Kanal g begrenzt wird.
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Wie die Zeichnung deutlich erkennen läßt, liegen die Öffnungen 6 und
8 im Bereich des Sichelraumes 5. Gegenüber dem Sichelraum 5 ist weiterhin in Nebennähe
ein Flüssigkeitseintritt io und auf dem äußeren Umfang des Ringraumes .4 ein tangential
nach außen verlaufender Flüssigkeitsaustrittskanal z i vorgesehen.
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Das Gehäuse 2 der flüssigkeitsfördernden Verdrängermaschine bzw. der
Ringraum. 4 im Gehäuse 2 ist zum Teil mit Wasser gefüllt, welches bei der Drehung
des Läufers -in Pfeilrichtung mitgenommen wird. Durch die Fliehkraft wird das Wasser
nach außen gedrängt, während der leichtere Dampf nach innen in die Nähe der Nabe
gedrückt wird. Der Wasserring dichtet die Schaufelkanäle nach außen ab. Der sichelförmige
Kanal 5 läßt das Wasser aus dem Schaufelraum austreten, so daß der Überdruckdampf
aus dem Dampfeintritt 6 in die Schaufelkanäle eintreten kann. Die Ein:trittsöffn.ung
6 kann dabei auf einer oder beiden Seiten des Läufers, angeordnet sein. Der Dampfdruck
beschleunigt das im Sichelraum 5 bzw. im Ringraum 4 des Läufers umfließende Wasser.
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Bei der weiteren Drehung des Läufers bzw. im weiteren Verlauf der
Schaufelräume expandiert der Dampf nach Überschreitender Eintrittsöffnungen6. Der
Dampf drückt das Wasser aus dem Schaufelraum heraus, um dann schließlich bei der
weiteren Drehung des Läufers an einer oder beiden Stirnseiten wieder die in Nebennähe
angebrachten Dampfaustrittsöffnungen 8 zu erreichen. Durch die Formgebung des Sichelraumes
5 wird das auf die hohe Geschwindigkeit beschleunigte Wasser wieder zur Verdrängung
des Dampfes benutzt, indem es wieder in die Schaufelräume hineingeleitet wird. Die
Form des Raumes 5 ist daher im äußeren Umriß etwas sichelförmig.
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Durch die Rückwärtskriimm.ung der Schaufeln 3 wird im Bereich des
Sichelraumes 5 eine beschleunigte Strömung des Wassers in der eingezeichneten Pfeilrichtung
erreicht, was den Geschwindigkeitsverhältnissen am besten angepaßt ist. Der sichelförmige,
Raum 5 muß in seiner Form den Strömungsverhältnissen angepaßt sein. Am günstigsten
ist es, wenn die äußere Krümmung des Raumes in Strömungsrichtung abnimmt. Ebenso
ist es auch wichtig, wenn die Breite des Raumes 3 den Strömungsverhältnissen angepaßt
ist, um den richtigen Querschnitt festzulegen. Die Zunahme der Absolutgeschwindigkeit
nach- Erreichung der Umfangsgeschwindigkeit an den Schaufelspitzen im sichelförmigen
Raum 5 verlangt eine Einströmung in den Schaufelraum. Dies ist nur zu erreichen,
wenn der Druck abnimmt, d. h. der Dampf sich ausdehnen kann. Die Einsströmung muß
daher durch Verbreiterung des sichelförmigen Raumes über die Laufradbreite hinaus
mehr als ausgeglichen werden.
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Wenn die oben geschilderten Bedingungen erreicht werden, so läßt sich
mit der erfindungsgemäßen flüssigkeitsförderndenVerdrängermaschine ein, sehr guter
Wirkungsgrad erreichen. Dabei ist sie so einfach wie eine Wasserpumpe, außerdem
aber unempfindlicher als eine Dampfmaschine, weil der bei Wasserdampf gefährliche
Wasserschlag verhütet ist.
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Obwohl die erfindungsgemäße flüssigkeitsfördernde Verdrängermaschine
wesentlich einfacher und. billiger ist als dieeinfachst ausgeführte.Dampfturbine,
ist ihr Wirkungsgrad gleich oder besser als der einer Dampfturbine.
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Die erfindungsgemäße flüssigkeitsfördernde Verdrängermaschine kann
vorteilhaft auch als Kesselspeisepumpe Anwendung finden. Zu diesem Zweck ist der
wirksame Teil des Läufers auf Einen Umfangsbereich von etwa i8o° zusammengezogen.
Das Kesselspeisewasser kann durch. die Eintrittsöffnung io eintreten und wird durch.
den Kanal i i wegbefördert. Das sich etwa im Dampfaustritt ansammelnde Kondenswasser
kann in die Ansaugleitung der Kes selspeisepumpe übergeleitet werden. Die Kesselspeisepumpe
stellt in diesem Fall eine teilbeaufschlagte Pumpe dar.