Versorgungsanlage für eine Flüssigkeitsturbine Die Erfindung betrifft
eine Versorgungsanlage für eine periodisch kurzzeitig betriebene Flüssigkeitsturbine.
Ihr liegt die Aufgabe zugrunde, eine solche Anlage so auszugestalten, daß die Energiespeicherung
in den Betriebspausen bei geringem baulichen Aufwand auf eine möglichst wirtschaftliche
Weise erfolgt. Erreicht wird dieses Ziel erfindungsgemäß durch eine Anlage mit folgenden
besonderen Merkmalen: a) Zwei als Windkessel ausgebildete Flüssigkeitsbehälter,
deren einer zur Speisung der Turbine dient und dessen Inhalt jeweils vor dem Start
letzterer unter Druck eines einem Speicher entnommenen gasförmigen Mediums gesetzt
wird, während der andere Behälter als Auffangbehälter für die aus der Turbine austretende
Flüssigkeit dient.Supply system for a liquid turbine The invention relates to
a supply system for a periodically short-term operated liquid turbine.
It is based on the task of designing such a system so that the energy storage
in the operational breaks with little construction effort to the most economical possible
Way done. This goal is achieved according to the invention by a system with the following
special features: a) two liquid containers designed as air tanks,
one of which is used to feed the turbine and its content before the start
the latter is placed under pressure from a gaseous medium taken from a reservoir
is used, while the other container acts as a collecting container for the emerging from the turbine
Liquid is used.
b) Ein nach Übertritt der insgesamt zur Nutzung zur Verfügung
stehenden Arbeitsflüssigkeitsmenge selbsttätig schließendes Entlüftungsventil am
Flüssigkeitsauffangbehälter. b) A vent valve on the liquid collection container that closes automatically after the total amount of working fluid available for use has been exceeded.
c) Eine Hochdruckpumpe zum Umfüllen der Flüssigkeit aus dem Auffangbehälter
in den Speisebehälter nach Auslauf der Turbine.
d) Ein Absperrorgan
in der den Speisebehälter der Turbine mit letzterer verbindenden und in Bodennähe
des Behälters ihren Anfang nehmende Leitung.c) A high-pressure pump for transferring the liquid from the collecting container into the feed container after the turbine has run out. d) A shut-off element in the line connecting the feed tank of the turbine with the latter and starting near the bottom of the tank.
e) Eine die beiden FlÜssigkeitsbehälter oberhalb des Flüssigkeitsspiegels
miteinander verbindende, durch ein Absperrorgan beherrschte Druckausgleichsleitung.e) One of the two liquid containers above the liquid level
interconnecting pressure equalization line controlled by a shut-off device.
f) Eine Steuereinrichtung, mittels derer zum Starten der Anlage
dem unter Druck gespeicherten gasförmigen Medium der Weg zum gefüllteii Speisebehälter
der Turbine freigegeben wird; 2. nach Übertritt der gesamten nutzbaren Flüssigkeitsmenge
in den Auffangbehälter die den Speisebehälter mit der Turbine verbindende Leitung
versperrt und die FlüssigkeitsumfUllpumpe eingeschaltet wird; 3. nach dem
Umfüllen die Verbindungsleitung zwischen dem Speisebehälter für die Turbine und
dem Speicherbehälter für das gasförmige Medium wieder versperrt wird; 4. die Druckausgleichsleitung
zwischen den beiden Flüssigkeitsbehältern kurzzeitig und die Verbindungsleitung
zwischen Speiseleitung und Turbine wieder bleibend geöffnet wird.
Ein
großer Vorteil der erfindungsgemäßen Anlage besteht darin, daß zur Energiespeicherung
in den Betriebspausen lediglich eine normale Flüssigkeitshochdruckpumpe erforderlich
ist. Das gasförmige Medium wird nach jedem Arbeitsgang indirekt mittels eines inkompressiblen
Mediums, und zwar mittels der zur Beaufschlagung der Turbine vorgesehenen Flüssigkeit,
wieder verdichtet. Hierzu reicht eine unter hohem Druck ein verhältnismäßig kleines
Volumen fördernde Pumpe aus. Gegenüber einer Anlage mit direkter Verdichtung des
gasförmigen Yiediums, bei der große Anfangsvolumen zu verarbeiten und sehr viel
Wärme abzuführen wären, arbeitet die erfindungsgemäße Anlage erheblich wirtschaftlicher
bei geringerem baulichen Aufwand. f) A control device, by means of which, in order to start the system, the path to the filled feed container of the turbine is released for the gaseous medium stored under pressure; 2. after the entire usable amount of liquid has passed into the collecting container, the line connecting the feed container to the turbine is blocked and the liquid transfer pump is switched on; 3. after the transfer, the connecting line between the feed tank for the turbine and the storage tank for the gaseous medium is blocked again; 4. The pressure equalization line between the two liquid containers is opened briefly and the connection line between the feed line and the turbine is opened again permanently. A great advantage of the system according to the invention is that only a normal high-pressure liquid pump is required to store energy during breaks in operation. After each work step, the gaseous medium is compressed again indirectly by means of an incompressible medium, namely by means of the liquid provided to act on the turbine. A pump delivering a relatively small volume under high pressure is sufficient for this purpose. Compared to a system with direct compression of the gaseous yiedium, in which large initial volumes would have to be processed and a great deal of heat dissipated, the system according to the invention works considerably more economically with less structural effort.
Bekannt ist eine Wasserkraftmaschine, die wechselweise aus zwei als
Windkessel ausgebildeten Behältern im kontinuierlichen Betrieb beaufschlagt wird,
wobei jeweils das aus einem dieser beiden Behälter unter dem DrucL eines gasförmigen
Mediums zur Kraftmaschine hin verdrängte Wassei hinter der Maschine in dem anderen
Behälter aufgefangen wird und anschließend, wiederum unter dem Druck des gasförmigen
Mediums, der Kraftmaschine wieder zuströmt und nach Verlassen derselben im ersten
Behälter wieder aufgefangen wird, worauf sich das ganze Spiel wiederholt.
In
weiterer Ausgestaltung der Erfindung ist ein Verdichter zur Deckung der Leckgasverluste
vorgesehen.A water power machine is known, which alternately consists of two as
Air vessel-shaped containers are acted upon in continuous operation,
each of these from one of these two containers under the pressure of a gaseous one
Medium towards the prime mover, Wassei displaced behind the machine in the other
Container is collected and then, again, under the pressure of the gaseous
Medium, the engine flows again and after leaving the same in the first
Container is caught again, whereupon the whole game repeats itself.
In
Another embodiment of the invention is a compressor to cover the leakage gas losses
intended.
Weitere Merkmale der Erfindung sind der Zeichnung zu entnehmen, in
der ein Ausführungsbeispiel schematisch dargestellt ist.Further features of the invention can be found in the drawing, in
an embodiment is shown schematically.
Die abgebildete Anlage besteht im wesentlichen aus der Flüssigkeitsturbine
1, dem als Windkessel ausgebildeten Speisebehälter 2, einem der Turbine nachgeschalteten
Flüssigkeitsauffangbehälter 3, einem Druckluftspeicher 4, einer Flüssigkeitsrückförderpumpe
5 und einem Leckluftverdichter 6. Hinzu kommen noch Leitungen und
Ventile, die der folgenden Wirkungsweise der Anlage gerecht werdens Im Bereitschaftszustand
ist der Speiaebehälter 2 bis zu dem eingezeichneten Spiegel gefüllt. Eine Klappe
7, die zum Verschließen der die Turbine 1 mit dem Behälter 2 Verbindenden
Leitung 8 dientg ist geöffnet und die den Luftraum 9 über dem Flüssigkeitsspiegel
im Behälter 2 mit dem Druckluftspeicher 4 verbindende Leitung 10 durch ein
Ventil 11 versperrt. Ein am noch leeren Behälter 3 angeordnetes Schwimmerventil
12 ist geöffnet. Soll die Turbine 1 beaufschlagt werden, so wird mittels
des Magnetventils 13 das Ventil 11
geöffnet, worauf Druckluft aus dem
Speicher 4 in den Raum 9
über die Flüssigkeit im Speisebehälter
2 überströmt. Der Druck in diesem Raum 9 steigt daraufhin so stark an, daß
die Flüssig-
keit aus dem Behälter durch die Leitung 8 zur Turbine
hin verdrängt wird. Die aus der Turbine 1 austretende Flüssigkeit wird im
Behälter 3 bei geöffnetem Schwimmerventil 12 aufgefangen. Letzteres schließt
erst, sobald der angedeutete Flüssigkeitsspiegel erreicht ist, d.h. nachdem die
ganze Flüssigkeit oder nahezu die gesamte Flüssigkeit übergetreten ist. Anschließend
wird bei geschlossener Klappe 7 im Behälter 2 die Flüssigkeit mittels der
Pumpe 5 durch die durch ein Ihickschlagventil 14 beherrschte Leitung
15 in den Speisebehälter 2 zurückgepumpt, wobei die in diesem Behälter befindliche
Luft durch das noch geöffnete Ventil 11 und die Leitung 10 in den
Druckluftspeicherbehälter 4 zurückgedrückt wird. Nach beendeter Umfüllung wird das
Ventil 11 geschlossen und das eine die beiden Behälter 2 und 3 miteinander
verbindende Ausgleichleitung 16 beherrschende Ventil 17 kurzzeitig
geöffnet. Nach Öffnen der Klappe 7 im Behälter 2 ist die Anlage bereit für
den nächsten Arbeitsgang. Zur Deckung von Leckluftverlusten ist ein über eine durch
ein Rückschlagventil 18 beherrschte Leitung 19 an den Druckapeicher
4 angeschlossener Verdichter 6 vorgesehen.The system shown consists essentially of the liquid turbine 1, the feed tank 2 designed as an air tank, a liquid collecting tank 3 downstream of the turbine, a compressed air reservoir 4, a liquid return pump 5 and a leakage air compressor 6. In addition, there are lines and valves that enable the system to function as follows be fair In the standby state, the storage container 2 is filled up to the level shown. A flap 7, which serves to close the line 8 connecting the turbine 1 to the container 2, is open and which blocks the line 10 connecting the air space 9 above the liquid level in the container 2 to the compressed air reservoir 4 by a valve 11. A float valve 12 arranged on the still empty container 3 is open. If the turbine 1 is to be acted upon, the valve 11 is opened by means of the solenoid valve 13 , whereupon compressed air flows over from the reservoir 4 into the space 9 via the liquid in the feed container 2. The pressure in this space 9 then rises so strongly that the liquid is displaced from the container through the line 8 to the turbine. The liquid emerging from the turbine 1 is collected in the container 3 with the float valve 12 open. The latter only closes as soon as the indicated liquid level has been reached, ie after all or almost all of the liquid has passed over. Then, with the flap 7 in the container 2 closed, the liquid is pumped back into the feed container 2 by means of the pump 5 through the line 15 controlled by a non-return valve 14, the air in this container through the still open valve 11 and the line 10 into the compressed air storage container 4 is pushed back. When the transfer is complete, the valve 11 is closed and the valve 17 controlling the equalizing line 16 connecting the two containers 2 and 3 is opened briefly. After opening the flap 7 in the container 2, the system is ready for the next operation. To cover leakage air losses, a compressor 6 connected to the pressure reservoir 4 via a line 19 controlled by a check valve 18 is provided.