DE102005049938B3 - Rotor for fluid flow machine e.g. pump, has wing profile unit including convex elevation on outer mantel surface, axial hollow space enclosed in interior, and opening between space and mantel surface in region of profile units - Google Patents

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Abstract

The rotor has a wing profile unit (3) including a convex elevation (19) on an outer mantel surface (4) and rotating in a gaseous or fluid medium. An axial hollow space (6) is enclosed in the interior of the rotor, and the rotor is connected with a chamber to supply or discharge the medium. An opening (5) is provided between the space and the mantel surface in the region of the profile units. A shaft is connected with an impeller, and the impeller and the shaft can be rotatably supported in a stator. An independent claim is also included for a fluid flow machine with a rotor.

Description

Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine Strömungsmaschine und eine Strömungsmaschine mit einem derartigen Rotor.The The invention relates to a rotor for a turbomachine and a turbomachine with such a rotor.

Strömungsmaschinen zeichnen sich dadurch aus, dass sie in einem gasförmigen oder flüssigen Medium einen Druckunterschied erzeugen oder durch einen Druckunterschied in einem derartigen Medium angetrieben werden. Dazu weisen derartige Strömungsmaschinen in der Regel einen Rotor auf, der in dem gasförmigen oder flüssigen Medium gegenüber einem Stator drehbar gelagert ist und durch seine Form oder Anordnung einen Druckunterschied erzeugt oder den Druckunterschied im Medium in eine Drehbewegung umsetzt. Zu derartigen Strömungsmaschinen gehören in erster Linie die meisten Pumpenarten, Kompressoren, Turbomaschinen, Turbinen oder Windenergiekonverter, die über Rotoren in unterschiedlichsten Ausführungen verfügen und meist drehbar in einem Gehäuse als Stator gelagert sind.Turbomachinery are characterized by being in a gaseous or liquid Medium generate a pressure difference or by a pressure difference be driven in such a medium. To have such Turbomachinery usually a rotor, which in the gaseous or liquid medium against a Stator is rotatably mounted and by its shape or arrangement creates a pressure difference or the pressure difference in the medium converts into a rotational movement. Such turbomachines belong first Line most types of pumps, compressors, turbomachinery, turbines or wind energy converters that over Have rotors in different designs and usually rotatable in a housing are stored as a stator.

Ein Rotor für eine Kühlmittelpumpe als Strömungsmaschine ist aus der DE 37 17 229 A1 bekannt. Dabei ist der Rotor als Blechlaufrad für kleine Förderleistungen ausgebildet. Dieses Blechlaufrad besteht aus einer Scheibe mit einer innen liegenden zentralen Nabe und am Außenrand rechtwinklig abgebogenen Schaufeln. Die tangential außen liegende Oberfläche der Schaufeln ist als ebene etwa rechtwinklige Fläche ausgebildet, wobei an einer der Schaufelkanten im Endbereich noch eine Sperrflanke radial nach außen abgebogen ist. Dabei bilden die abgebogenen Schaufeln einen bestimmten Winkel zur Tangente am Scheibenumfang. Zwischen den Schaufeln ist ein Abstand vorgesehen, durch den die zu pumpende Flüssigkeit vom inneren Saugbereich in dem am äußeren Umfang gebildeten Druckbereich gelangt. Durch die ebenen schräg gestellten Schaufeln entstehen gegenüber der äußeren Pumpengehäusewand Verwirbelungen, die zu den Spaltverlusten im Hauptförderstrom führen, die den Wirkungsgrad negativ beeinflussen. Auch wenn diese Spaltverluste durch die radial nach außen abgebogenen Sperrflanken gering gehalten werden sollen, sind diese Spaltverluste dadurch nur begrenzt zu beeinflussen. Im übrigen sind derartige Blechlaufräder mit den einseitig an der Scheibe gehaltenen Schaufeln nur für kleine Förderleistungen geeignet, so dass der Anwendungsbereich derartiger Rotoren weitgehend auf den von Fahrzeugkühlmittelpumpen beschränkt ist.A rotor for a coolant pump as a turbomachine is from the DE 37 17 229 A1 known. The rotor is designed as a sheet-metal wheel for small flow rates. This sheet metal wheel consists of a disc with an inner central hub and at the outer edge bent at right angles blades. The tangentially outer surface of the blades is formed as a flat approximately rectangular surface, wherein at one of the blade edges in the end region, a blocking edge is bent radially outwards. The bent blades form a certain angle to the tangent at the disk circumference. Between the blades a distance is provided, through which the liquid to be pumped passes from the inner suction region in the pressure region formed on the outer circumference. Due to the flat inclined blades arise against the outer pump housing wall turbulence, which lead to the gap losses in the main flow, which adversely affect the efficiency. Even if these gap losses are to be kept low by the radially outwardly bent blocking flanks, these gap losses are thus limited to influence. Moreover, such sheet wheels with the blades held on one side of the disc are suitable only for small flow rates, so that the scope of such rotors is largely limited to that of vehicle coolant pumps.

Aus der DE 82 00 744 U1 ist ein Turbinenrotor für hochgeschwindige Anströmungen bekannt. Der Rotor enthält zentral im Bereich der Drehachse eine Rotornabe, an der sternförmig nach außen abstehende und schräg angestellte Turbinenschaufeln befestigt sind. An den äußeren Enden der Turbinenschaufeln sind zusätzlich noch schräg angestellte Endscheiben angeordnet, die einen Flankendruck auf die Rotorachse erzeugen sollen, um den Rotor in Drehung zu versetzen. Ein derartiger Rotor ist offensichtlich nur zur Umwandlung einer schnellen Strömungsenergie in eine Drehbewegung vorgesehen, so dass ein derartiger Rotor insbesondere beim Einsatz in Pumpen und dergleichen ungeeignet sein dürfte.From the DE 82 00 744 U1 is a turbine rotor for high-speed flows known. The rotor contains centrally in the region of the axis of rotation a rotor hub, are attached to the star-shaped outwardly projecting and inclined turbine blades. At the outer ends of the turbine blades additionally obliquely arranged end disks are arranged, which are to produce a flank pressure on the rotor axis in order to set the rotor in rotation. Such a rotor is obviously provided only for the conversion of a fast flow energy into a rotary motion, so that such a rotor is likely to be unsuitable in particular when used in pumps and the like.

Aus der DE 43 19 291 C1 ist ein Rotor für einen Windenergiekonvertor bekannt. Dieser Rotor enthält mindestens drei vertikal zur Windrichtung angeordnete Rotorblätter, die symmetrisch um einen Drehachse auf zwei gegenüber liegenden Rotorscheiben angeordnet sind. Dabei sind die Rotorscheiben mit einer zentralen drehbaren Welle verbunden, die stationär gelagert ist. Die Rotorblätter besitzen einen stark unsymmetrischen Profilquerschnitt, der nach außen entgegen der Richtung zur Drehachse, einen stark konvex gekrümmten Flächenbereich aufweist, der dem Windstrom ausgesetzt ist. Der in diese Auftriebsseite einblasende Wind verursacht durch diese Profilausbildung eine Rotation des Rotors um seine Drehachse, die vorzugsweise zur Energiegewinnung genutzt wird. Ein derartiger Rotor ist aber offensichtlich nur zur Umwandlung einer Windkraft in eine Rotationsenergie vorgesehen, und daher zum Einsatz in anderen Strömungsmaschinen, wie insbesondere Pumpen und dergleichen nicht geeignet.From the DE 43 19 291 C1 For example, a rotor for a wind energy converter is known. This rotor contains at least three rotor blades arranged vertically to the wind direction, which are arranged symmetrically about a rotational axis on two opposite rotor disks. The rotor disks are connected to a central rotatable shaft, which is mounted stationary. The rotor blades have a strongly asymmetrical profile cross section, which has outwardly against the direction of the axis of rotation, a highly convex curved surface area which is exposed to the wind. The blowing into this buoyancy side wind caused by this profile training a rotation of the rotor about its axis of rotation, which is preferably used for energy. However, such a rotor is obviously only intended for the conversion of a wind power into a rotational energy, and therefore not suitable for use in other turbomachines, in particular pumps and the like.

Aus der DE 197 19 692 A1 ist eine Rotorpumpe mit innenverzahntem Rotor bekannt, die über eine sehr robuste Ausführung eines innenverzahnten Rotors verfügt. Dabei besteht die Pumpe aus einem Gehäuse, in dem ein drehbarer Exzenterring angeordnet ist, in dem ein äußeres und ein inneres Flügelrad drehbar gelagert sind. Dabei stellt das innere Flügelrad einen inneren Rotor mit auf seiner äußeren Mantelfläche angeordneter Mehrzahl von Zähnen dar, der in einem äußeren Rotor drehbar angeordnet ist. Der äußere Rotor umschließt den inneren Rotor mit seiner inneren Mantelfläche, auf der ebenfalls nach innen gerichtete Zähne angeordnet sind. Dabei erstrecken sich sowohl die inneren als auch die äußeren Zähne über die gesamte Länge der Mantelfläche und bestehen im wesentlichen aus einer konvexen symmetrischen Erhebung, wobei auf der äußeren Mantelfläche des inneren Rotors sechs konvexe Erhebungen und auf der inneren Mantelfläche des äußeren Rotors sieben konvexe Erhebungen angeordnet sind. Der innere Hohlraum des äußeren Rotors ist dabei jeweils mit einer Einlass- und einer Auslassöffnung verbunden, die sich gegenüberliegend befinden. Durch die Drehbewegung des inneren Rotors erfolgt auch eine Drehbewegung des äußeren Rotors in dem Exzenterring, wodurch sich eine Reihe von Kammern mit variabler Volumina zwischen den Zähnen des inneren und äußeren Rotors bilden. Dadurch wird ein in den Kammern befindliches Fluid in die sich vergrößernden Kammern eingesaugt und aus den sich verkleinernden Kammern ausgestoßen. Als Fluid ist dabei eine Hydraulikflüssigkeit vorgesehen, die durch die so erzeugten Druckunterschiede von der Einlassöffnung in die Auslassöffnung gedrückt wird. Da ein derartiger Rotor aus mindestens zwei koaxial zueinander angeordneten verzahnten Teilen besteht, die noch eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen aufweisen müssen und nur bei genauster Ausführung passgenau ineinander greifen, ist eine derartige Rotoranordnung sehr aufwändig in ihrer Herstellung und mit einer Reihe reibungsbehafteter Teile ausgestattet, die verschleißabhängig sind.From the DE 197 19 692 A1 is known a rotor pump with internal gear rotor, which has a very robust design of an internally toothed rotor. In this case, the pump consists of a housing in which a rotatable eccentric ring is arranged, in which an outer and an inner impeller are rotatably mounted. In this case, the inner impeller is an inner rotor with arranged on its outer circumferential surface of a plurality of teeth, which is rotatably disposed in an outer rotor. The outer rotor encloses the inner rotor with its inner circumferential surface, on which also inwardly directed teeth are arranged. In this case, both the inner and the outer teeth extend over the entire length of the lateral surface and consist essentially of a convex symmetrical elevation, wherein arranged on the outer surface of the inner rotor six convex elevations and on the inner surface of the outer rotor seven convex elevations are. The inner cavity of the outer rotor is in each case connected to an inlet and an outlet opening, which are located opposite one another. The rotational movement of the inner rotor is also a rotational movement of the outer rotor in the eccentric ring, resulting in a number form chambers with variable volumes between the teeth of the inner and outer rotor. Thereby, a fluid in the chambers is sucked into the enlarging chambers and ejected from the decreasing chambers. In this case, a hydraulic fluid is provided as the fluid, which is pressed by the pressure differences thus generated from the inlet opening into the outlet opening. Since such a rotor consists of at least two toothed parts arranged coaxially with one another, which still have to have a different number of teeth and engage precisely with one another only at the most accurate design, such a rotor assembly is very complicated to manufacture and is equipped with a series of parts subject to friction are wear-dependent.

Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen universell einsetzbaren Rotor für eine Vielzahl von Bauarten von Strömungsmaschinen zu schaffen, der robust und nahezu wartungsfrei und darüber hinaus noch einfach herstellbar ist.Of the The invention is therefore based on the object, a universally applicable Rotor for to create a variety of types of turbomachinery the robust and virtually maintenance-free and also easy to produce is.

Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.These The object is achieved by the invention specified in claim 1 solved. Further developments and advantageous embodiments of the invention are in the subclaims specified.

Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch das Tragflächenprofil an einer der Mantelflächen des Rotors aufgrund des Bernoulli-Effekts durch die Bewegung des Rotors oder der Strömung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums eine Unterdruckwirkung oberhalb des Tragflächenprofils entsteht, so dass ein derartiger Rotor sowohl in Strömungsmaschinen für flüssige als auch für gasförmige Medien einsetzbar ist. Da die Druck- oder Sogwirkung nicht durch die Bildung umlaufender abdichtender Kammern erzeugt wird, können damit vorteilhafterweise auch ein mit Feststoffen versetztes Medium gefördert werden, so dass derartige Rotoren auch zu einer kontinuierlichen Beförderung von Schüttgütern oder Dispersionen gut geeignet sind.The Invention has the advantage that by the airfoil on one of the lateral surfaces of the Rotor due to the Bernoulli effect due to the movement of the rotor or the flow a gaseous one or liquid Medium a negative pressure effect above the wing profile arises, so that such a rotor both in turbomachinery for liquid as also for gaseous Media is used. Since the pressure or suction effect is not through the formation of circumferential sealing chambers is created, so that advantageously also a medium mixed with solids are conveyed, so that such rotors also to a continuous transport of bulk materials or Dispersions are well suited.

Die Erfindung hat gleichzeitig den Vorteil, dass durch das strömungsgünstige Tragflächenprofil nur eine geringe Wirbelbildung in dem verwendeten Medium und außer der Lagerung keinerlei Berührung mit einem Stator oder anderen Rotorteilen auftritt, so dass Strömungsmaschinen, die mit einem derartigen Rotor ausgestattet sind, besonders geräuscharm arbeiten und auch kaum Strömungs- oder Reibungsverluste aufweisen. Da der erfindungsgemäße Rotor innen hohl ist und lediglich durch ein flaches Tragflächenprofil auf einer der Mantelflächen die Druckdifferenz erzeugt, ist dieser mit besonders geringem Gewicht herstellbar, so dass auch nur geringe Massen beschleunigt werden müssen, wodurch sich vorteilhafterweise insgesamt auch im Zusammenhang mit der geringen Reibung und den geringen Strömungsturbulenzen eine Strömungsmaschine mit hohem Wirkungsgrad erzielbar ist.The At the same time, the invention has the advantage that due to the aerodynamic airfoil profile only a slight vortex formation in the medium used and except Storage no contact with a stator or other rotor parts occurs, so that turbomachinery, which are equipped with such a rotor, particularly quiet work and hardly any flow or have friction losses. As the rotor according to the invention inside is hollow and only by a flat airfoil on one of the lateral surfaces of the Pressure difference generated, this is particularly lightweight can be produced so that only small masses are accelerated have to, which advantageously also overall in connection with the low friction and the low flow turbulences a turbomachine can be achieved with high efficiency.

Durch die nur geringe Rotormasse und die weitgehend symmetrische Ausbildung sowie eine zentrische Rotation entstehen auch nur geringe Fliehkraftwirkungen, so dass ein derartiger Rotor vorteilhafterweise mit hohen Drehzahlen betreibbar ist. Dadurch sind auch hohe Druckunterschiede mit hohen Strömungsgeschwindigkeiten erzeugbar, wodurch vorteilhafterweise gleichzeitig hohe Förderleistungen des vorgesehenen gasförmigen oder flüssigen Mediums oder der darin enthaltenen Feststoffe erreicht werden können.By the only small rotor mass and the largely symmetrical training as well as a centric rotation even small centrifugal force effects, so that such a rotor advantageously with high speeds is operable. As a result, high pressure differences with high flow rates producible, thereby advantageously simultaneously high flow rates of the intended gaseous or liquid Medium or the solids contained therein can be achieved.

Da der erzeugbare Druckunterschied bei einem derartig erfindungsgemäß profilierten Rotormantel nahezu proportional zur Drehzahl ansteigt, können bei einer gleich bleibenden Rotordrehzahl vorteilhafterweise kaum Druck- oder Volumenschwankungen auftreten. Durch das Tragflächenprofil an der Mantelfläche entsteht bei angetriebenem Rotor stets eine Druckdifferenz, die unabhängig vom Umgebungsdruck des Mediums ist, so dass damit vorteilhafterweise auch gasförmige Medien mit hoher Dichte noch befördert oder Flüssigkeiten aus großer Tiefe bei einem hohen statischen Druck an die Oberfläche gepumpt werden können.There the pressure difference that can be generated in the case of such a profile according to the invention Rotor mantle increases almost proportionally to the speed, can at a constant rotor speed advantageously barely or volume fluctuations occur. Through the wing profile on the lateral surface arises with driven rotor always a pressure difference, the independently from the ambient pressure of the medium, so that advantageously also gaseous High density media still promoted or liquids from great depth can be pumped to the surface at a high static pressure.

Der erfindungsgemäße Rotor und eine damit ausgestattete Strömungsmaschine kann nicht nur im angetriebenen Zustand zur Förderung oder Druckerzeugung genutzt werden, sondern ist bei strömungsrichtiger Einleitung eines druckkraftbeaufschlagten Mediums auch zu einer Drehzahlerzeugung nutzbar, um vorteilhafterweise aus Wasserkraft oder Windkraft Energie wie beispielsweise Strom zu erzeugen.Of the rotor according to the invention and a turbomachine equipped therewith can not only be used in the driven state for conveying or pressure generation be used, but is at flow correct introduction of a druckkraftbeaufschlagten medium also to a speed generation usable, advantageously from hydropower or wind energy such as generating electricity.

Bei einer mehrstufigen Ausbildung des erfindungsgemäßen Rotors und einer damit ausgestatteten Strömungsmaschine sind bei axialen Stufen und gleich bleibender Durchflussmenge vorteilhafterweise höhere Drücke erzeugbar oder bei koaxialen Stufen wegen Erhöhung der Profilfläche bei gleich bleibendem Druckunterschied vorteilhafterweise auch höhere Durchflussmengen beförderbar.at a multi-stage design of the rotor according to the invention and a thus equipped turbomachine are at axial stages and constant flow rate advantageously higher pressures producible or at coaxial stages because of increasing the profile surface at constant pressure difference advantageously also higher flow rates be conveyed.

Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:The Invention is based on an embodiment, which is shown in the drawing, explained in more detail. Show it:

1: eine perspektivische Darstellung einer Pumpe mit einem einstufigen Pumpenrotor; 1 a perspective view of a pump with a single-stage pump rotor;

2: eine Vorderansicht der Pumpe mit dem Pumpenrotor; 2 a front view of the pump with the pump rotor;

3: eine Draufsicht der Pumpe mit dem Pumpenrotor; 3 a plan view of the pump with the pump rotor;

4: ein Lamellenring eines Flügelrades für den Pumpenrotor; 4 a vane ring of an impeller for the pump rotor;

5: eine Anordnung von Lamellenelementen eines Flügelrades für den Pumpenrotor; 5 an array of fin elements of an impeller for the pump rotor;

6: eine Schnittdarstellung einer Pumpe mit einem mehrstufigen Pumpenrotor, und 6 a sectional view of a pump with a multi-stage pump rotor, and

7: eine Schnittdarstellung einer Antriebsturbine. 7 : a sectional view of a drive turbine.

In 1 der Zeichnung ist als Strömungsmaschine eine Pumpe 1 perspektivisch dargestellt, die einen einstufigen hohlen Rotor 2 als Pumpenrotor enthält, der auf einer äußeren Mantelfläche 4 neun Tragflächenprofilelemente 3 aufweist, zwischen denen Durchtrittsöffnungen 5 zum inneren Hohlraum 6 angeordnet sind.In 1 The drawing is a turbomachine as a pump 1 shown in perspective, the one-stage hollow rotor 2 contains as a pump rotor, on an outer circumferential surface 4 nine airfoil elements 3 has, between which passage openings 5 to the inner cavity 6 are arranged.

Bei der dargestellten Pumpe 2 handelt es sich um eine Ausführung, die vorzugsweise mit Wasser als flüssigem Medium betrieben wird. Die Pumpe 2 besteht im wesentlichen aus einem stationären Gehäuse 7 als Stator, in dem der Pumpenrotor 2 angeordnet ist. Der Rotor ist im Gehäuse 7 in zwei Lagern 8 drehbar gelagert und besitzt in seinem Zentrum eine Welle 9, die mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor 9 verbunden ist. Das Gehäuse 7 ist im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und enthält an seiner äußeren Mantelfläche eine Auslassöffnung 11 zur Abführung des zu pumpenden Wassers. An der linken Stirn- oder Mantelfläche des Gehäuses 7 ist zum Einlass des zu pumpenden Wassers zum Hohlraum 6 eine Einlassöffnung 10 vorgesehen, die mit einer nicht dargestellten Zuführleitung verbindbar ist. Die Einlassöffnung 10 ist mit dem Hohlraum 6 des Rotors 2 verbunden und bildet mit diesem eine Einlasskammer 12. Mit einer derartigen Pumpe 1 können im Grunde alle flüssigen Medien wie z. B. Wasser, Öl und dergleichen als auch alle Flüssigkeiten, die mit Feststoffen vermischt sind, wie z. B. Dispersionen befördert werden.In the illustrated pump 2 It is a version that is preferably operated with water as a liquid medium. The pump 2 consists essentially of a stationary housing 7 as a stator in which the pump rotor 2 is arranged. The rotor is in the housing 7 in two camps 8th rotatably mounted and has a shaft in its center 9 , with a drive motor, not shown 9 connected is. The housing 7 is substantially cylindrical in shape and includes on its outer circumferential surface an outlet opening 11 for the discharge of the water to be pumped. At the left end or lateral surface of the housing 7 is to the inlet of the water to be pumped to the cavity 6 an inlet opening 10 provided, which is connectable to a feed line, not shown. The inlet opening 10 is with the cavity 6 of the rotor 2 connected and forms with this an inlet chamber 12 , With such a pump 1 can basically all liquid media such. As water, oil and the like, as well as all liquids that are mixed with solids, such. As dispersions are transported.

In 2 der Zeichnung ist die vorstehend beschriebene Pumpe 1 in Vorderansicht dargestellt, aus der im einzelnen auch die Anordnung und Ausbildung des Rotors 2 ersichtlich ist. Dabei besteht der Rotor 2 im wesentlichen aus einem zylinderförmigen Flügelrad 20, das innen einen zylinderförmigen Hohlraum 6 aufweist, der bei der dargestellten Pumpe 1 eine Einlasskammer 12 bildet. Auf der äußeren Mantelfläche 4 des Rotors 2 sind in gleichen Winkelabschnitten verteilt neun konvexe Erhebungen 3 angeordnet, die ein axial verlaufendes Tragflächenprofil auf der äußeren tangentialen Mantelfläche 4 des Rotors 2 bilden. Da der Rotor 2 auf seiner äußeren tangentialen Mantelfläche 4 mehrere Tragflächenprofilelemente 3 aufweist, die bei einer Rotation nach dem Bernoulli-Effekt auch in gasförmigen Medien wie beispielsweise Luft einen Unterdruckbereich bilden, können damit auch alle gasförmigen Medien sowie die mit Schüttgütern durchsetzte gasförmige Medien transportiert, verdichtet oder angesaugt werden.In 2 The drawing is the pump described above 1 shown in front view, from the detail and the arrangement and design of the rotor 2 is apparent. There is the rotor 2 essentially of a cylindrical impeller 20 Inside a cylindrical cavity 6 having, in the illustrated pump 1 an inlet chamber 12 forms. On the outer surface 4 of the rotor 2 are distributed in equal angular intervals nine convex elevations 3 arranged, which has an axially extending airfoil on the outer tangential lateral surface 4 of the rotor 2 form. Because the rotor 2 on its outer tangential lateral surface 4 several airfoil elements 3 has, in a rotation according to the Bernoulli effect in gaseous media such as air form a negative pressure range, so that all gaseous media and the interspersed with bulk materials gaseous media can be transported, compressed or sucked.

Im Endbereich des Tragflächenprofils 3 sind Durchtrittsöffnungen 5 zum innen liegenden Hohlraum 6 oder zur Einlasskammer 12 der Pumpe 1 vorgesehen, in der sich das zu pumpende Medium wie beispielsweise Wasser befindet. Die axiale Ausbildung der Pumpe 1 ist im einzelnen in 3 der Zeichnung in Draufsicht dargestellt. Aus 3 der Zeichnung ist ersichtlich, dass der Rotor 2 in axialer Richtung lamellenartig aufgebaut ist. Diese Lamellen sind wegen des Tragflächenprofils 3 aus flachen Blechen vorzugsweise mit Hilfe eines Lasers ausgeschnitten oder ausgestanzt. Dabei besteht der Rotor 2 hauptsächlich aus Lamellenringen 13 und einer Anordnung von Lamellenelementen 14 die das Flügelrad 20 bilden.In the end of the wing profile 3 are passageways 5 to the internal cavity 6 or to the inlet chamber 12 the pump 1 provided in which there is the medium to be pumped, such as water. The axial design of the pump 1 is in detail in 3 the drawing shown in plan view. Out 3 The drawing shows that the rotor 2 is constructed lamellar in the axial direction. These fins are because of the airfoil profile 3 cut out of flat sheets, preferably with the help of a laser or punched out. There is the rotor 2 mainly made of lamellar rings 13 and an array of fin elements 14 the impeller 20 form.

Die Lamellenringe 13 sind in 4 der Zeichnung und die Lamellenelemente 14 in 5 der Zeichnung näher dargestellt, die als axiales Lamellenpaket das Flügelrad 20 mit den tangentialen Mantelflächen 4 bilden. Der in 3 der Zeichnung dargestellte Rotor 1 besteht aus drei Anordnungen von Lamellenelementen 14, an dessen äußeren Seitenflächen jeweils ein Lamellenring 13 befestigt ist. Dabei besteht der Lamellenring 13 vorzugsweise aus einem flachen Stahlblech, das für wasserhaltige Flüssigkeiten korrosionsgeschützt ist oder aus einem rostfreien Edelstahl besteht. Die Lamellenringe 13 als auch die Lamellenelemente 14 bestehen meist aus dem gleichen Material, das je nach verwendetem Medium auch aus anderen Metallen, harten Kunststoffen, Kunstfaserverbundstoffen oder Keramiken bestehen kann. Jeder Lamellenring 13 besitzt innen eine kreisförmige Bohrung 23 von beispielsweise 250 mm Durchmesser und einem kleinsten äußeren Durchmesser von ca. 360 mm. Dabei enthält der Lamellenring 13 vorzugsweise neun gleichartige Winkelbereiche von je 40°, an dessen äußerer tangentialer Mantelfläche 4 jeweils eine konvexe Erhebung 19 angeordnet ist, die entgegen der Drehrichtung 18 flach mit einer abfallenden Steigung in einen Auslaufbereich 24 übergeht und ein Tragflächenprofil 3 bildet. Die konvexe Erhebung 19 weist gegenüber dem auslaufenden Ende vorzugsweise eine Erhebung 19 von ca. 45 mm auf und besitzt einen Radius von ca. 20 mm. Der entgegen der Drehrichtung 18 auslaufende abfallende Profilbereich 24 weist eine konkave Krümmung mit einem Radius von 167 mm auf und erstreckt sich auf einer Länge von ca. 70 mm. Die konvexe Erhebung 19 mit dem abfallenden konkaven auslaufenden Bereich 24 bildet damit auf der Mantelfläche 4 ein Profil eines Tragflächenflügels von Flugzeugen nach. Das Tragflächenprofil 3 endet dabei in einer leicht ansteigenden Spitze 25, die wie ein Spoiler wirkt und weitgehend Verwirbelungen an der Abreißkante verhindert.The lamellar rings 13 are in 4 the drawing and the lamellar elements 14 in 5 the drawing shown in more detail, as the axial disk set the impeller 20 with the tangential lateral surfaces 4 form. The in 3 the rotor shown in the drawing 1 consists of three arrangements of lamellar elements 14 , on whose outer side surfaces in each case a lamellar ring 13 is attached. There is the lamellar ring 13 preferably made of a flat steel sheet, which is corrosion-resistant to water-containing liquids or consists of a stainless steel. The lamellar rings 13 as well as the lamellar elements 14 usually consist of the same material, which may consist of other metals, hard plastics, synthetic fiber composites or ceramics depending on the medium used. Each lamellar ring 13 has a circular bore inside 23 for example, 250 mm diameter and a smallest outer diameter of about 360 mm. The lamellar ring contains 13 preferably nine identical angular ranges of 40 °, at its outer tangential lateral surface 4 each a convex survey 19 is arranged, which is opposite to the direction of rotation 18 flat with a sloping slope in an outlet area 24 passes over and a wing profile 3 forms. The convex elevation 19 has opposite the expiring end preferably a survey 19 of about 45 mm and has a radius of about 20 mm. The opposite to the direction of rotation 18 outgoing sloping profile area 24 has a concave curvature with a radius of 167 mm and extends over a length of about 70 mm. The convex elevation 19 with the sloping concave outgoing area 24 thus forms on the lateral surface 4 a profile of a wing wing of flight testify. The wing profile 3 ends up in a slightly rising peak 25 , which acts as a spoiler and largely prevents turbulence at the tear-off edge.

Nach der die Verwirbelung verhindernden Spitze 25 folgt entgegen der Drehrichtung 18 eine tangentiale gerade Fläche, die den geringsten Abstand zur Drehachse 26 aufweist und auf einer Länge von ca. 5 mm tangential zu dieser verläuft. Diese gerade Fläche begrenzt die Durchtrittsöffnungen 5 in axialer Richtung und beendet jedes einzelne Tragflächenprofil 3 auf der tangentialen äußeren Mantelfläche 4 des Rotors 2. Dabei wird jeder Lamellenring 13 von vorzugsweise gleichartigen Tragflächenprofilen 3 gebildet, die in gleichen Winkelbereichen und gleichen Abstand zur Drehachse 26 angeordnet sind.After the vortex preventing tip 25 follows opposite to the direction of rotation 18 a tangential straight surface that is the smallest distance to the axis of rotation 26 and tangent to this over a length of about 5 mm. This straight surface limits the passage openings 5 in the axial direction and terminates each individual airfoil 3 on the tangential outer surface 4 of the rotor 2 , In doing so, each lamellar ring becomes 13 preferably similar wing profiles 3 formed in the same angular ranges and the same distance from the axis of rotation 26 are arranged.

Zwischen zwei äußeren Lamellenringen 13 sind zur Ausführung des dargestellten Pumpenrotors 2 drei Lamellenschichten von jeweils neun Lamellenelementen 14 angeordnet, die an ihren äußeren radialen Kanten ebenfalls das gleiche Tragflächenprofil 3 wie die Lamellenringe 13 aufweisen. Zur Ausbildung eines Flügelrades 20 eines Rotors 2 werden die einzelnen Lamellenelemente 14 deckungsgleich fluchtend mit dem Tragflächenprofil 3 mit einem Lamellenring 13 oder mit anderen Lamellenanordnungen verbunden und stellen dadurch einen axiales Flügelrad oder ein Flügelradteil dar, das auf seiner äußeren tangentialen Mantelfläche 4 ein gleichmäßiges axial ausgerichtetes Tragflächenprofil 3 bildet. Dabei sind die Lamellenelemente 14 aber tangential beabstandet voneinander angeordnet und insgesamt mit den Lamellenringen 13 verbunden, wobei der Abstand zwischen den Lamellenelementen eine Durchtrittsöffnung 5 bildet, durch die das vorgesehene Medium von dem innen liegenden zylindrischen Hohlraum 6 durch den Unterdruck entlang des abfallenden Tragflächenprofils 3 durch den Bernoulli-Effekt nach außen gesaugt wird.Between two outer lamellar rings 13 are for the execution of the illustrated pump rotor 2 three lamellar layers of nine lamella elements each 14 arranged, which at their outer radial edges also the same airfoil profile 3 like the lamellar rings 13 exhibit. To form an impeller 20 a rotor 2 become the individual lamellar elements 14 congruent alignment with the airfoil 3 with a lamellar ring 13 or connected to other lamellar arrangements and thereby constitute an axial impeller or an impeller part, which on its outer tangential lateral surface 4 a uniform axially aligned airfoil 3 forms. Here are the lamellar elements 14 but tangentially spaced from each other and arranged in total with the lamellar rings 13 connected, wherein the distance between the lamellar elements has a passage opening 5 forms, through which the intended medium of the inner cylindrical cavity 6 by the negative pressure along the sloping wing profile 3 is sucked outward by the Bernoulli effect.

Zur strömungsgünstigen Ausbildung dieser Durchtrittsöffnungen 5 sind die einzelnen Lamellenelemente 14 in ihrem hinteren Bereich mit einer konvexen Krümmung 15 und in ihrem vorderen Bereich mit einer konkaven Krümmung 16 versehen, die während der Rotation einen weitgehend wirbelfreien Durchfluss ermöglichen. Dabei geht die konvexe Krümmung 15 an der Innenkante ebenfalls in eine konkave Krümmung über, die den Radius der Bohrung 23 des Lamellenrings 13 von beispielsweise 125 mm entspricht. Dadurch bildet der Rotor 2 innen einen axial durchgehenden zylindrischen Hohlraum 6 als Einlasskammer 12.For aerodynamic design of these openings 5 are the individual lamellar elements 14 in its rear area with a convex curvature 15 and in its front region with a concave curvature 16 provided that allow a largely vortex-free flow during rotation. It goes the convex curvature 15 at the inner edge also in a concave curvature about the radius of the bore 23 of the lamellar ring 13 of 125 mm, for example. This forms the rotor 2 inside an axially continuous cylindrical cavity 6 as inlet chamber 12 ,

Zur Befestigung des Flügelrades 20 mit der Antriebswelle 9 werden vorzugsweise nicht dargestellte sternförmige Verbindungselemente vorgesehen, die drehsteif mit der Antriebswelle 9 und vorzugsweise mit mindestens einem der Lamellenringe 13 verbunden sind. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Tragflächenprofil 3 auch an der inneren tangentialen Mantelfläche angeordnet werden, wobei der Rotor 2 dann außen eine kreisförmige Mantelfläche 4 aufweist, wodurch sich die Durchflussrichtung umkehrt und die Auslasskammer 21 im Hohlraum 6 des Flügelrades 20 bzw. des Rotors 2 gebildet wird.For attachment of the impeller 20 with the drive shaft 9 Preferably, not shown star-shaped connecting elements are provided, the torsionally rigid with the drive shaft 9 and preferably with at least one of the laminar rings 13 are connected. In another embodiment of the invention, the airfoil profile 3 Also be arranged on the inner tangential lateral surface, wherein the rotor 2 then outside a circular lateral surface 4 which reverses the direction of flow and the outlet chamber 21 in the cavity 6 the impeller 20 or the rotor 2 is formed.

Zum Betrieb der Pumpe 1 wird der Rotor 2 mit einer vorgegebenen Drehzahl und Drehrichtung 18 angetrieben, so dass an der äußeren Mantelfläche 4 in Drehrichtung 18 hinter der konvexen Erhebung 19 sich nach dem Bernoulli-Effekt ein Unterdruck bzw. eine Druckdifferenz zum umgebenden gasförmigen oder flüssigen Medium bildet, so dass aus dem druckhöheren Innenraum 6 das Medium nach außen gesaugt wird. Dabei hängt die Druckdifferenz im wesentlichen von der Drehzahl bzw. der Umfangsgeschwindigkeit des Flügelrades 20 ab. Die Druckdifferenz steigt etwa linear so weit an, bis die Wirbelbildung an der Abrisskante oder anderen Verwirbelungselementen so groß wird, dass sich daraus ein nennenswerter Gegendruck ergibt. Dies kann aber durch eine vorteilhafte Ausbildung insbesondere der Abreißkante und durch Bildung kreisförmiger Einlass- 12 und Auslasskammern 21 verringert werden, so dass bei Drehzahlen von mindestens 10.000 U/min ein linearer Druckanstieg erfolgt.To operate the pump 1 becomes the rotor 2 with a given speed and direction of rotation 18 driven, so that on the outer lateral surface 4 in the direction of rotation 18 behind the convex elevation 19 According to the Bernoulli effect, a negative pressure or a pressure difference to the surrounding gaseous or liquid medium forms, so that from the higher-pressure interior 6 the medium is sucked outwards. The pressure difference depends essentially on the speed or the peripheral speed of the impeller 20 from. The pressure difference increases approximately linearly until the vortex formation at the trailing edge or other turbulence elements becomes so great that it results in a significant backpressure. However, this can be achieved by an advantageous embodiment, in particular the tear-off edge and by the formation of circular inlet 12 and outlet chambers 21 be reduced so that at speeds of at least 10,000 rev / min, a linear pressure increase occurs.

Durch einen hohen Differenzdruck kann auch gleichzeitig die Durchflussmenge pro Zeiteinheit vergrößert werden, die aber durch die Querschnittsflächen der Durchtrittsöffnungen 5 begrenzt ist. Allerdings kann die Durchflussmenge bzw. das Durchflussvolumen auf einfache Weise auch durch eine Vergrößerung der Oberfläche des Tragflächenprofils 3 erhöht werden. Im Grunde ist bereits eine Druckdifferenz mit nur einem Tragflächenprofil 3 am Umfang des Rotors 2 bzw. des Flügelrades 20 erzeugbar. Zur Erhöhung der Durchflussmenge und zur Verbesserung des Strömungsverhältnisses wurden allerdings vorzugsweise neun Tragflächenprofile 3 kreisförmig um den tangentialen äußeren Rotormantel 4 angeordnet, wobei aber auch eine geringere als auch eine höherer Anzahl von Profilflächen ausführbar ist. Ein derartiger Rotor 2 mit mindestens einem Tragflächenprofil 3 muss nicht zylinderförmig sein, sondern kann auch eine kugel- oder kegelförmige äußere Mantelfläche 4 aufweisen, durch die auch eine Druckdifferenz erzeugbar ist. Dabei benötigt ein derartiger Rotor auch keine abgeschlossenen Einlass- 12 und Auslasskammern 21, da bereits eine Rotation innerhalb eines gasförmigen oder flüssigen Mediums ohne Gehäuseteil eine Druckdifferenz erzeugt, die lediglich durch eine Ab- oder Zuführleitung nutzbar ist, die lediglich an eine der Ein- 12 oder Auslasskammern 21 angeschlossen sein muss. Dabei bestimmt im wesentlichen die Nutzungsmöglichkeit des Druckausgleichs die Bauart der Strömungsmaschine. So kann eine Strömungsmaschine mit einer abgeschlossenen und mit einer Leitung verbundenen Einlasskammer als Saugmaschine auch für gasförmige Medien bzw. als Staubsauger ausgebildet sein. Hingegen ist ein Rotor 2 mit einer abgeschlossenen Auslasskammer 21 vorteilhaft als Kompressor oder Gebläse für ein gasförmiges Medium oder als Pumpe zum Transport oder zum Druckausgleich von flüssigen Medien einsetzbar. Ein derartiger Rotor 2 kann aber auch zur Erzeugung einer Drehzahl bei vorhandenem Druckunterschied eines umgebenden Mediums sowie zur Energieerzeugung bei vorhandenen Wasser- oder Luftdruckunterschieden genutzt werden.Due to a high differential pressure, the flow rate per unit time can also be increased at the same time, but by the cross-sectional areas of the passages 5 is limited. However, the flow rate or the flow volume in a simple manner by increasing the surface of the airfoil 3 increase. Basically, there is already a pressure difference with only one wing profile 3 on the circumference of the rotor 2 or the impeller 20 produced. To increase the flow rate and to improve the flow ratio, however, were preferably nine airfoils 3 circular around the tangential outer rotor shell 4 arranged, but also a smaller as well as a higher number of profile surfaces is executable. Such a rotor 2 with at least one airfoil profile 3 does not have to be cylindrical, but can also be a spherical or conical outer surface 4 have, by which a pressure difference can be generated. In this case, such a rotor also requires no closed inlet 12 and outlet chambers 21 since a rotation within a gaseous or liquid medium without a housing part already produces a pressure difference which can only be used by means of a delivery or supply line which is merely connected to one of the inlet and outlet passages. 12 or outlet chambers 21 must be connected. This essentially determines the possibility of using the print balances the design of the turbomachine. Thus, a turbomachine with a closed inlet chamber connected to a pipe as a suction machine can also be designed for gaseous media or as a vacuum cleaner. On the other hand is a rotor 2 with a closed outlet chamber 21 advantageously used as a compressor or blower for a gaseous medium or as a pump for transport or pressure equalization of liquid media. Such a rotor 2 but can also be used to generate a speed at an existing pressure difference of a surrounding medium and to generate energy in existing water or air pressure differences.

Bei einer in 6 der Zeichnung dargestellten besonderen Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Flügelräder 20 axial nebeneinander angeordnet und durch separate Auslasskammern 21 voneinander getrennt. Dabei sind die vier dargestellten Flügelräder 20 auf einer gemeinsamen Antriebswelle 9 angeordnet, die in zwei Lagern 8 an einem Stator und dem Gehäuseteil gelagert ist. Alle Flügelräder 20 sind von einem mehrteiligen Gehäuse 7 umgeben, das drei Zwischenwände 22 aufweist und dadurch vier Auslasskammern 21 bildet, in denen jeweils ein gleichartiges Flügelrad 20 drehbar angeordnet ist.At an in 6 the drawing shown particular embodiment of the invention are a plurality of impellers 20 axially juxtaposed and by separate outlet chambers 21 separated from each other. Here are the four illustrated impellers 20 on a common drive shaft 9 arranged in two camps 8th is mounted on a stator and the housing part. All impellers 20 are of a multi-part housing 7 surrounded, the three partitions 22 and thereby four exhaust chambers 21 forms, in each of which a similar impeller 20 is rotatably arranged.

Jedes Flügelrad ist dabei wie das nach 1 bis 5 der Zeichnung beschriebene Flügelrad 20 ausgebildet und besteht im Grunde aus neun auf der äußeren Mantelfläche 4 angeordneten Tragflächenprofilen 3, zwischen denen Durchtrittsöffnungen 5 zum inneren Hohlraum 6 vorgesehen sind. Beim ersten Flügelrad 20 ist eine erste Einlassöffnung 10 zum Außenbereich des Gehäuses 7 als kreisrunde Aussparung vorgesehen, die eine Verbindung zum Hohlraum 6 des ersten Flügelrades 20 als Einlasskammer 12 herstellt. Dieser ersten Einlassöffnung 10 wird das vorgesehene gasförmige oder flüssige Medium zugeführt, so dass dieses in die als Hohlraum 6 ausgebildete erste Einlasskammer 12 des ersten Flügelrades 20 gelangt. Wird der Rotor 2 mit einer vorgegebenen Drehzahl angetrieben, so entsteht an dem Tragflügelprofil 3 im Bereich der Durchtrittsöffnung 5 eine Druckdifferenz, wodurch das Medium nach außen in die das Flügelrad 20 umgebende erste Auslasskammer 21 gesaugt wird. Dadurch entsteht in dieser Auslasskammer 21 eine Druckerhöhung, die durch die zweite Einlassöffnung 27 in dem Hohlraum bzw. der Einlasskammer des zweiten Flügelrades 28 wirkt. Durch dieses rotierende zweite Flügelrad 28 wird wiederum eine Druckdifferenz erzeugt, so dass das Medium mit einer Druckerhöhung in eine zweite Auslasskammer 29 gelangt. Da auch in der zweiten Auslasskammer 29 eine Einlassöffnung zum dritten Flügelrad vorgesehen ist, erfolgt in den nachfolgenden zwei Auslasskammern jeweils eine weitere gleich große Druckerhöhung, so dass eine derartige vierstufige Pumpe zu einem viermal höheren Druckanstieg führt wie bei einer einstufigen Pumpe 1 mit nur einem Flügelrad 20. Eine derartige mehrstufige Pumpe als Strömungsmaschine kann mit einer Vielzahl von Druckerhöhungsstufen ausgestattet sein, so dass sich damit je nach vorgesehener Drehzahl nahezu eine beliebige Druckerhöhungen herstellen lässt.Each impeller is like this after 1 to 5 the impeller described in the drawing 20 formed and basically consists of nine on the outer surface 4 arranged airfoils 3 , between which passages 5 to the inner cavity 6 are provided. At the first impeller 20 is a first inlet opening 10 to the exterior of the case 7 provided as a circular recess, which connects to the cavity 6 of the first impeller 20 as inlet chamber 12 manufactures. This first inlet opening 10 the intended gaseous or liquid medium is supplied, so that this as the cavity 6 formed first inlet chamber 12 of the first impeller 20 arrives. Will the rotor 2 driven at a predetermined speed, so arises on the airfoil 3 in the region of the passage opening 5 a pressure difference, causing the medium outward into the the impeller 20 surrounding first outlet chamber 21 is sucked. This results in this outlet chamber 21 a pressure increase through the second inlet opening 27 in the cavity or the inlet chamber of the second impeller 28 acts. Through this rotating second impeller 28 In turn, a pressure difference is generated, so that the medium with a pressure increase in a second outlet chamber 29 arrives. As in the second outlet chamber 29 an inlet opening is provided to the third impeller, in the subsequent two outlet chambers each have a further equal increase in pressure, so that such a four-stage pump leads to a four times higher pressure increase as in a single-stage pump 1 with only one impeller 20 , Such a multi-stage pump as turbomachine can be equipped with a variety of pressure increase stages, so that it can be produced depending on the intended speed almost any pressure increases.

Eine derartige mehrstufige Pumpe als Strömungsmaschine kann auch mit radialen Stufen ausgebildet sein. Dazu werden mehrere Flügelräder 20 mit unterschiedlich großen Außendurchmessern koaxial ineinander angeordnet und durch eine gemeinsame Antriebswelle 9 in Rotation versetzt. Mit einer derartig koaxial aufgebauten Strömungsmaschine lassen sich nicht nur sehr hohe Drücke erzeugen, sondern durch die hohe wirksame Oberfläche der Tragflächenprofile auch hohe Durchlassvolumina pro Zeiteinheit befördern.Such a multi-stage pump as a turbomachine can also be formed with radial steps. These are several impellers 20 with different sized outer diameters coaxially arranged inside each other and by a common drive shaft 9 set in rotation. With such a coaxial turbomachine not only very high pressures can be generated, but also convey high passage volumes per unit time by the high effective surface of the airfoils.

In 7 der Zeichnung ist eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung dargestellt, die eine Antriebsturbine vorzugsweise für ein flüssiges Medium zeigt. Dazu ist ein einstufiger zylindrischer Rotor 2 mit auf seiner äußeren Mantelfläche angeordneten Tragflächenprofilen 3 und Durchtrittsöffnungen 5 zu seinem Hohlraum vorgesehen, der in einem zylinderförmigen Gehäuse 7 angeordnet ist. Das Gehäuse 7 enthält an seinem einen axialen Ende eine Einlassöffnung 10 und seinem anderen axialen Ende eine Auslassöffnung 11, die flaschenhalsartig ausgebildet ist. Der im Gehäuse 7 angeordnete Rotor 2 wird durch seine Einlassöffnung 10 über eine Welle 9 angetrieben, durch die auch das vorzugsweise flüssige Medium wie z. B. Wasser zugeführt wird. Durch eine Rotation wird das Wasser in das umgebende Gehäuse als Auslasskammer 21 gesaugt, so dass in dieser ein Überdruck entsteht, der aus der strömungsgünstigen engen flaschenhalsartigen Auslassöffnung 11 in das umgebende Medium austritt. Je nach Antriebsdrehzahl und Querschnittsfläche der Auslassöffnung 11 strömt das Wasser mit einer bestimmten Ausströmgeschwindigkeit in das umgebende stehende Wasser, wodurch eine turbinenartige Rückstoßwirkung erzeugt wird. Dadurch lassen sich vorzugsweise Wasserfahrzeuge antreiben oder Flüssigkeiten mit hohem Druck richtungsabhängig in gleichartige oder andere Medien abstrahlen.In 7 The drawing shows a further particular embodiment of the invention is shown, which shows a drive turbine, preferably for a liquid medium. This is a single-stage cylindrical rotor 2 with arranged on its outer circumferential surface airfoils 3 and passageways 5 provided to its cavity, in a cylindrical housing 7 is arranged. The housing 7 Contains at its one axial end an inlet opening 10 and its other axial end an outlet opening 11 , which is bottle-necked. The one in the case 7 arranged rotor 2 is through its inlet 10 over a wave 9 driven by the also preferably liquid medium such. B. Water is supplied. Through a rotation, the water in the surrounding housing as an outlet chamber 21 sucked, so that in this an overpressure arises, from the streamlined narrow bottleneck-like outlet opening 11 enters the surrounding medium. Depending on the drive speed and cross-sectional area of the outlet opening 11 the water flows with a certain outflow velocity into the surrounding standing water, whereby a turbine-like recoil effect is generated. As a result, can preferably drive watercraft or radiate high pressure direction dependent in similar or other media.

Claims (20)

Rotor für eine Strömungsmaschine, der in einem gasförmigen oder flüssigen Medium umläuft und mindestens auf einer seiner Mantelflächen (4) ein Tragflächenprofil (3) mit mindestens einer konvexen Erhebung (19) aufweist, wobei der Rotor (2) innen einen axialen Hohlraum (6) enthält und der Rotor (2) mit mindestens einer Kammer (12, 21) zur Zu- oder Abführung des Mediums verbunden ist, wobei zwischen dem Hohlraum (6) und der äußeren Mantelfläche (4) im Bereich des Tragflächenprofils (3) mindestens eine Durchtrittsöffnung (5) vorgesehen ist.Rotor for a turbomachine, which rotates in a gaseous or liquid medium and at least on one of its lateral surfaces ( 4 ) an airfoil ( 3 ) with at least one convex survey ( 19 ), wherein the rotor ( 2 ) inside an axial cavity ( 6 ) and the rotor ( 2 ) with at least one chamber ( 12 . 21 ) to the or Discharge of the medium is connected, wherein between the cavity ( 6 ) and the outer lateral surface ( 4 ) in the area of the airfoil ( 3 ) at least one passage opening ( 5 ) is provided. Rotor nach Anspruch 1, der mindestens ein Flügelrad (20) und eine mit diesem drehsteif verbundenen Welle (9) enthält, die in einem Stator (7) drehbar lagerbar ist.Rotor according to claim 1, comprising at least one impeller ( 20 ) and a torsionally rigid connected shaft ( 9 ) contained in a stator ( 7 ) is rotatably storable. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, bei dem das Flügelrad (20) im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und innen einen zylinderförmigen Hohlraum (6) aufweist, wobei das Tragflächenprofil (3) entweder auf der äußeren Mantelfläche (4) oder auf der inneren Mantelfläche angeordnet ist.Rotor according to claim 1 or 2, wherein the impeller ( 20 ) is formed substantially cylindrical and inside a cylindrical cavity ( 6 ), wherein the airfoil profile ( 3 ) either on the outer lateral surface ( 4 ) or on the inner circumferential surface is arranged. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem mindestens ein axial ausgerichtetes Tragflächenprofil (3) auf einer der inneren oder äußeren tangentialen Mantelflächen (4) des Flügelrades (20) angeordnet ist, wobei das Tragflächenprofil (3) mindestens eine radiale konvexe Erhebung (19) aufweist, die entgegen der Drehrichtung (18) in einen langgestreckten abfallenden Auslaufbereich (24) übergeht, dessen Abstand zur Drehachse (26) sich bei einer äußeren Mantelfläche (4) verringert und bei einer inneren Mantelfläche erhöht und an oder in dessen Endbereich mindestens eine Durchtrittsöffnung (5) zum inneren Hohlraum (6) angeordnet ist.Rotor according to one of the preceding claims, wherein at least one axially aligned airfoil ( 3 ) on one of the inner or outer tangential lateral surfaces ( 4 ) of the impeller ( 20 ), the wing profile ( 3 ) at least one radial convex elevation ( 19 ), which counter to the direction of rotation ( 18 ) in an elongated sloping outlet area ( 24 ), whose distance from the axis of rotation ( 26 ) at an outer lateral surface ( 4 ) and increased at an inner circumferential surface and at or in its end region at least one passage opening ( 5 ) to the inner cavity ( 6 ) is arranged. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Flügelrad (20) aus einem Metall-, einem Kunststoff-, einem Glasfaserverbund- oder einem Keramikwerkstoff besteht.Rotor according to one of the preceding claims, in which the impeller ( 20 ) consists of a metal, a plastic, a Glasfaserverbund- or a ceramic material. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Flügelrad (20) lamellenartig aufgebaut ist und aus mindestens einem Lamellenring (13) mit mindestens einem Tragflächenprofil (3) und einer Anordnung von mindestens einem Lamellenelement (14) mit einem Tragflächenprofil (3) besteht, die axial fluchtend miteinander verbunden sind, wobei die Lamellenelemente (14) tangential so weit voneinander beabstandet sind, dass sich dadurch mindestens eine Durchtrittsöffnung (5) bildet.Rotor according to one of the preceding claims, in which the impeller ( 20 ) is constructed like a lamella and consists of at least one lamellar ring ( 13 ) with at least one airfoil ( 3 ) and an arrangement of at least one lamella element ( 14 ) with a wing profile ( 3 ), which are axially aligned with each other, wherein the lamellar elements ( 14 ) are tangentially spaced so far apart that thereby at least one passage opening ( 5 ). Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem die konvexe Erhebung (19) eine Teilkreisfläche mit einem vorgegebenen Radius beschreibt, die entgegen der Drehrichtung (18) in den abfallenden Auslaufbereich (24) übergeht, der geradlinig, leicht konvex oder leicht konkav verläuft und in dessen Bereich oder an dessen Ende die Durchtrittsöffnung (5) angeordnet ist.Rotor according to one of the preceding claims, in which the convex elevation ( 19 ) describes a pitch circle surface with a predetermined radius, which is opposite to the direction of rotation ( 18 ) in the sloping outlet area ( 24 ) passes, which is rectilinear, slightly convex or slightly concave and in the region or at the end of the passage opening ( 5 ) is arranged. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem der abfallende Auslaufbereich (24) leicht konkav ausgebildet ist und an dessen Ende eine radial nach außen gerichtete Spitze (25) als Abreißkante spoilerartig angeordnet ist.Rotor according to one of the preceding claims, in which the sloping outlet region ( 24 ) is slightly concave and at its end a radially outwardly directed tip ( 25 ) is arranged as a tear-off spoiler-like. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, bei dem das Flügelrad (20) axial mehrstufig ausgebildet ist, wobei in Richtung der Drehachse (26) axial hintereinander mehrere beabstandete Flügelradteile (20, 28) angeordnet sind, die jeweils als separates Flügelrad (20, 28) wirken, wobei diese aber drehsteif miteinander oder der Welle (9) verbunden sind.Rotor according to one of the preceding claims, in which the impeller ( 20 ) is axially multi-stage, wherein in the direction of the axis of rotation ( 26 ) axially spaced a plurality of spaced Flügelradteile ( 20 . 28 ) are arranged, each as a separate impeller ( 20 . 28 ), but these torsionally rigid with each other or the shaft ( 9 ) are connected. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, bei dem das Flügelrad (20) radial mehrstufig ausgebildet ist, wobei mehrere Flügelräder (20) mit unterschiedlichen Durchmessern koaxial ineinander und symmetrisch zur Drehachse (26) angeordnet und drehsteif miteinander und/oder der Welle (9) verbunden sind.Rotor according to one of claims 1 to 8, in which the impeller ( 20 ) is formed radially multi-stage, wherein a plurality of impellers ( 20 ) with different diameters coaxial with each other and symmetrical to the axis of rotation ( 26 ) and torsionally rigid with each other and / or the shaft ( 9 ) are connected. Strömungsmaschine mit einem Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, die als Stator ein Gehäuse (7) in dem der Rotor gelagert ist aufweist, das entweder mit einer äußeren Mantelfläche (4) und/oder einer inneren Mantelfläche des Rotors (2) mindestens eine Kammer (12, 21) bildet, die bei Rotation eine Druckdifferenz zum umgebenden gasförmigen oder flüssigen Medium aufweist.Turbomachine with a rotor according to one of claims 1 to 10, which as stator a housing ( 7 ) in which the rotor is mounted, which either with an outer circumferential surface ( 4 ) and / or an inner circumferential surface of the rotor ( 2 ) at least one chamber ( 12 . 21 ), which on rotation has a pressure difference to the surrounding gaseous or liquid medium. Strömungsmaschine nach Anspruch 11, bei der das Gehäuse (7) als Kammer (12, 21), in der das Medium zugeführt wird, eine Einlasskammer (12) und als Kammer, in der das Medium abgeführt wird, eine Auslasskammer (21) bildet.Turbomachine according to claim 11, wherein the housing ( 7 ) as a chamber ( 12 . 21 ), in which the medium is supplied, an inlet chamber ( 12 ) and as a chamber in which the medium is discharged, an outlet chamber ( 21 ). Strömungsmaschine nach Anspruch 11 oder 12, die mindestens einen Rotor (2) enthält, dessen äußere Mantelfläche (4) von einem Gehäuseteil (7) umgeben ist und das mit diesem am Rotor (2) eine Einlass- (12) oder Auslasskammer (21) bildet und mindestens eine Ein- (10) und/oder Auslassöffnung (11) aufweist.Turbomachine according to claim 11 or 12, the at least one rotor ( 2 ) whose outer surface ( 4 ) of a housing part ( 7 ) is surrounded and with this on the rotor ( 2 ) an inlet ( 12 ) or outlet chamber ( 21 ) and at least one input ( 10 ) and / or outlet opening ( 11 ) having. Strömungsmaschine nach Anspruch 11 oder 12, die mindestens einen Rotor (2) enthält, dessen innerer Hohlraum (6) von mindestens einem Gehäuseteil (7) abgedeckt ist und mit dem Hohlraum (6) eine Einlass- (12) oder Auslasskammer (21) bildet und mindestens eine Ein- (10) und/oder Auslassöffnung (11) aufweist.Turbomachine according to claim 11 or 12, the at least one rotor ( 2 ) whose inner cavity ( 6 ) of at least one housing part ( 7 ) and with the cavity ( 6 ) an inlet ( 12 ) or outlet chamber ( 21 ) and at least one input ( 10 ) and / or outlet opening ( 11 ) having. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, die mindestens eine Ein- (12) und eine Auslasskammer (21) enthält, wobei jede Kammer (12, 21) eine Ein- (10) oder Auslassöffnung (11) aufweist.Turbomachine according to one of claims 11 to 14, comprising at least one inlet ( 12 ) and an outlet chamber ( 21 ), each chamber ( 12 . 21 ) an input ( 10 ) or outlet opening ( 11 ) having. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, die mindestens einen Rotor (2) mit einem axial mehrstufiges Flügelrad (20, 28) enthält und dessen äußere Mantelflächen (4) von einem separaten Gehäuseteil (7, 22) umgeben sind, das jeweils eine Einlassöffnung (27) zur nächstfolgenden Stufe mit einem weiteren Flügelradteil (28) aufweist oder eine Ein- (10) oder Auslassöffnung (11) besitzt.Turbomachine according to one of claims 11 to 15, the at least one rotor ( 2 ) with an axially multi-stage impeller ( 20 . 28 ) and whose outer lateral surfaces ( 4 ) of a separate housing part ( 7 . 22 ) are surrounded, respectively an inlet opening ( 27 ) to the next stage with another impeller part ( 28 ) or an input ( 10 ) or outlet opening ( 11 ) owns. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, die mindestens einen Rotor (2) mit einem radial mehrstufiges Flügelrad enthält, das von einem gemeinsamen Gehäuseteil (7) umgeben ist und/oder dessen Hohlräume (6) von mindestens einem Gehäuseteil (7) abgedeckt sind, wobei mindestens ein Gehäuseteil (7) mit einer Ein- (10) oder Auslassöffnung (11) versehen ist.Turbomachine according to one of claims 11 to 15, the at least one rotor ( 2 ) with a radially multi-stage impeller, which by a common housing part ( 7 ) and / or its cavities ( 6 ) of at least one housing part ( 7 ) are covered, wherein at least one housing part ( 7 ) with an input ( 10 ) or outlet opening ( 11 ) is provided. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 17, die als Antriebsturbine ausgebildet ist und mindestens einen Rotor (2) mit einem Flügelrad (20) enthält, der von einem zylinderförmigen Gehäuseteil (7) umgeben ist und den Rotor (2) umschließt und eine axiale Einlassöffnung (10) zur Zuführung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums und zur Einführung einer Welle (9) enthält und an dessen gegenüberliegendem axialen Ende eine flaschenhalsförmige Auslassöffnung (11) aufweist.Turbomachine according to one of claims 11 to 17, which is designed as a drive turbine and at least one rotor ( 2 ) with an impeller ( 20 ), of a cylindrical housing part ( 7 ) is surrounded and the rotor ( 2 ) and an axial inlet opening ( 10 ) for supplying a gaseous or liquid medium and for introducing a shaft ( 9 ) and at the opposite axial end of a bottle neck-shaped outlet opening ( 11 ) having. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 17, die als Pumpe, Kompressor, Verdichter, Turbine, Turbomaschine oder Druckneutralisator ausgebildet ist.flow machine according to one of the claims 11 to 17, used as a pump, compressor, compressor, turbine, turbomachinery or pressure neutralizer is formed. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 17, die zur Drehzahlerzeugung mittels eines gasförmigen oder flüssigen Mediums ausgebildet ist und mindestens eine Einlasskammer (12) zur richtungsweisenden Zuführung des druckbeaufschlagten gasförmigen oder flüssigen Mediums enthält, die so ausgebildet ist, dass die Strömungsrichtung auf die konvexe Erhebung (19) des drehbar gelagerten Rotors (2) gerichtet ist.Turbomachine according to one of claims 11 to 17, which is designed for generating rotational speed by means of a gaseous or liquid medium and at least one inlet chamber ( 12 ) for the directional supply of the pressurized gaseous or liquid medium, which is formed so that the flow direction to the convex elevation ( 19 ) of the rotatably mounted rotor ( 2 ).
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