DE3223868A1 - Turbinenpumpe - Google Patents

Description

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PROF. DR. DR. J. REITSTÖTTER DR. WERNER KINZEBACH

DR. ING. WOLFRAM BUNTE (_tBBa-i»7e)

REITBTÖTTER, KINZEBACH & PARTNER POSTFACH 7BO, D-ΘΟΟΟ MÜNCHEN 43 PATENTANWÄLTE
ZUGELASSENE VERTRETER BEIM EUROPÄISCHEN PATENTAMT EUROPEAN PATENT ATTORNEYS

VNR 10 45 23

TELEFON: (O89) S. 7) 68 83 TELEX: OS2IS2OB ISAR D

BAUERSTRASSE 22, D-BOOO MÜNCHEN AO

München, den 25. Juni 1982

UNSERE AKTE: M/ 2 3 128 OURREF: _{M/23 129}

BETREFF: RE

Friedrich Schweinfurter

Bergstraße 6 8541 Röttenbach

Turbinenpumpe

POSTANSCHRIFT; D-80OO MÜNCHEN 43. POSTFACH 78O

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Die Erfindung betrifft eine Turbinenpumpe, bestehend aus einem Turbinenteil, das aus einem Fluidstrom hydrau-Tische Energie aufnimmt und als Rotationsenergie abgibt und einem hierzu invers arbeitenden Pumpenteil, das Rotatipnsenergie aufnimmt und hydraulische Energie abgibt, wobei mindestens ein Laufrad vorgesehen ist.

Bei vielen chemisch/physikalischen Prozessen werden Gase oder Flüssigkeiten unter Druck gesetzt, dem Verfahren unterworfen und danach wieder entspannt. Zum Druckabbau werden hierfür gewöhnlich Drosselventile verwendet, die jedoch zum einen bei höherem abzubauenden Druckgefälle schnell verschleißen, zum anderen die aufgebrachte Pump-Energie in nicht nutzbare Wärmeenergie umsetzen. Ähnliches tritt auch bei hydraulischen Anlagen, wie z. B. in Schmierkreisläufen auf. Um nun wenigstens einen Teil der aufgebrachten Energie zurückgewinnen zu können, wurde vorgeschlagen, Spiralgehäuse- oder Difusorpumpen als Turbinen, also Rotationsenergie erzeugende Maschinen zu verwenden, um diesen notwendigen Druckabbau eines fluiden Mediums vorzunehmen. Hierbei werden der Turbinenteil und der Pumpenteil im allgemeinen synchron, das heißt also mit fest gekoppelten Wellen betrieben.

Aus den DE-OS'en 28 31 133 und 29 47 778 sind Turbinenpumpen bekannt, die als Antriebssysteme Pelton-Turbinen bzw. Spiralgehäusepumpen verwenden, wobei Pumpen- und Turbinenteil auf einer gemeinsamen Welle angeordnet sind, wodurch sich eine äußerst gedrängte Bauweise ergibt.

Aus der DE-OS 29 20 683 ist eine Turbinenpumpe bekannt, bei der ein Propeller-Laufrad als Turbinen-Laufrad dient ³^ und das FÖrder-Laufrad über eine gemeinsame Welle direkt antreibt.

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Alle oben genannten, bekannten Systeme sind jedoch ausschließlich dann verwendbar, wenn sehr große Volumenströme zur Verfugung stehen. Wenn hohe Drücke zu reduzieren sind, so muß man vielstufige, komplizierte und wartungsunfreundliche Turbinensysteme vorsehen, wobei diese Anlagen dann in die hohen und höchsten Leistungsbereiche fallen.
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Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine Turbinenpumpe aufzuzeigen, die einen hohen Wirkungsgrad des Antriebsteils bei geringen Volumenströmen und hohem Druck-

gefälle mit einfachen konstruktiven Merkmalen ermöglicht. 15

Diese Aufgabe wird von einer Turbinenpumpe nach dem Oberbegriff des Hauptanspruches gelöst, die dadurch gekennzeichnet ist, daß der Turbinenteil eine "rückwärts" laufende Seitenkanalpumpe mit einem Laufrad und mit durch Schaufelstege getrennten Schaufel ze!1 en und gegenüberliegendem Strömungskanal aufweist.

Vorzugsweise sind hierbei die Schaufelstege schräg oder in Form einer logarithmischen bzw. arithmetischen Spirale ²^ gekrümmt zur Radialrichtung des Laufrades angeordnet. Die Turbinenpumpe wird hierbei zumindest während des Anlaufvorganges von einer externen Energiequelle, z. B. einem Elektromotor, in Drehung versetzt, so daß sich durch das entstehende Fliehkraftfeld eine Zirkulations-

strömung ausbilden kann, wie sie für die Energieübertragung durch Impulsaustausch zwischen Schaufel ze!len und Volumenstrom bekanntermaßen notwendig ist. Sobald sich dieser Zirkulationsstrom ausgebildet hat, arbeitet die Seitenkanal-Turbine mit hohem Wirkungsgrad und kann bei

geringen Volumenströmen sehr hohe Druckgefälle zwischen

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Ein- und Auslaß abbauen. Gegenüber herkömmlichen Turbinen ist der mit einstufigen Seitenkanalpumpen erzielbare Druckgradient bei niedrigem VoIumenstrom absolut unerreichbar.

Die schräg gestellten Schaufelstege der Förderzellen ergeben im Vergleich zu geraden, nicht schräg gestellten Schaufel Stegen eine wesentliche Verringerung der hydraulischen Verluste der Zirkulationsströmung und erhöhen somit den Wirkungsgrad einer Energieübertragung, und zwar sowohl im Turbinen- als auch im Pumpenbetrieb. Weiterhin wird durch die Schrägste!!ung eine Art "Freilauf" der Turbine erreicht, wenn, z. B. während des An!aufVorganges, das in seinem Druck zu reduzierende Medium eine zur Laufradgeschwindigkeit zu geringe Strömungsgeschwindigkeit aufweist. Bei gerade angestellten Schaufel Stegen würde dann die Turbine mit dem gleichen Wirkungsgrad als Pumpe arbeiten und dem VoIumenstrom» dem ja Energie entzogen werden soll, Energie zuführen. Durch die schräg angestellten Schaufeln jedoch ist der Wirkungsgrad in "Turbinenrichtung" wesentlich höher als der in "Pumpenrichtung", so daß die Rotationsenergie des Turbinenlaufrades nur zu einem geringen Teil an den Volumenstrom abgegeben wird.

Bei Umkehrosmose-Anlagen werden hohe Drücke und geringe Volumenströme verwendet, so daß die erfindungsgemäße Anordnung von Seitenkanalturbine und Seitenkanalpumpe allen anderen bisher bekannten Lösungen zur Energierückgewinnung weit überlegen ist.

Sieht man als Pumpenteil ebenfalls eine Seitenkanalpumpe vor, so kann man in vorteilhafter Weise Pumpen- und Turbinenteil in einem einzigen Laufrad vorsehen und

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die beiden Teile jeweils gegebenenfalls zwei-oder mehr stufig ausführen» wodurch sich sehr hohe Druckziffern c bei gleichzeitig besonders kompakter Bauweise und höchstem Wirkungsgrad ergeben.

Weitere bevorzugte Ausführungsformen ergeben sich aus den Unteransprlichen und den nachfolgenden Ausführungs- ^q beispielen, die anhand von Abbildungen näher erläutert sind. Hierbei zeigen

Figur 1 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Turbinenpumpe,

Figur 2 einen Querschnitt in der Ebene I-I aus Figur 1,

Figur 3 eine Ansicht eines mehrstufigen Strömungsgehäuses mit strichpunktiert angedeutetem mehrstufigerri Laufrad,

Figur 4 einen Schnitt in der Ebene II-II aus Figur 3,

Figur 5 eine Ansieht eines mehrstufigen kombinierten Seitenkanal-Turbinen- und Förderlaufrades mit

geraden ,schräg angestellten Schaufel Stegen , von denen ein Teil gegenläufig angeordnet ist,

Figur 6 einen Schnitt in der Ebene III-III durch die Figur 5 mit zum Teil einseitiger Anordnung der

Schaufel kränze und doppelseitiger Anordnung des im Durchmesser größten Schaufelkranzes,

Figur 7 eine Ansicht eines mehrstufigen Seitenkanal . Turbinen- und Förderlaufrades mit spiralförmig gekrümmten Schaufel Stegen in teilweise gegen-

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läufiger Anordnung mit strichpunktiert angedeuteten Strömungskanälen für den Turbinenbetrieb und strichliert angedeuteten Strömungskanälen für

den Förderbetrieb,

Figur 8 einen Längsschnitt durch eine erf in dungsgemäß ausgebildete Turbinenpumpe mit einem einstufigen Laufrad mit axial und radial offenen Schaufel-

zellen für den Turbinenbetrieb und einem einstufigen Laufrad mit nur axial offenen Schaufelzellen für den gleichzeitigen Förderbetrieb,

Figur 9 einen Querschnitt in der Ebene IV-IV aus Figur 8,

Figur 10 eine Ansicht eines Seitenkanaltei1 es, das dem Vorderlaufrad mit axial offenen Schaufelzellen gegenüberliegend in Figur 8 angeordnet ist, 20

Figur 11 einen Schnitt in der Ebene V-V aus Figur 10,

Figur 12 eine Ansicht der einstufigen Förderlaufrades

mit axial offenen Schaufelzellen der Figur 8, 25

Figur 13 einen Schnitt in der Ebene VI-VI aus Figur 12,

Figur 14 einen Schnitt in der Ebene VII-VII aus Figur 15,

Figur 15 eine Ansicht eines Seitenkanaltei1 es, das dem Turbinenlaufrad mit axial und radial offenen Schaufelzel1 en gegenüberliegend in Figur 8 angeordnet ist,

Figur 16 eine Ansicht des einstufigen Turbinenlaufra'des mit axial und radial offenen Schaufel zellen aus Figur 8,

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Figur 17 einen Schnitt in der Ebene VIII-VIII der Figur 16,

Figur 18 einen Längsschnitt durch eine erfindungsgemäß ausgebildete Turbinenpumpe mit einem mehrstufigen Seitenkanal-Turbinenlaufrad und, als Förderteil, einer mehrstufigen, in Gliederbauweise angeordneten Seitenkanalpumpe

mit Flügel- oder Sternrädern.

Die in den Figuren 1 und 2 dargestellte Turbinenpumpe ist mehrstufig und doppe!strömig ausgebildet und besteht aus einem Gehäuse 10 und zwei Laufrädern 27 und 27'. Das Gehäuse 10 setzt sich zusammen aus einem Gehäusering 11 mit Eintrittsöffnungen 12 und 13 und Austrittsöffnungen 14 und 15, einem Gehäusedeckel 16 mit Seitenkanal 17, einem doppelseitigen Strömungskanalgehäuse mit den Seitenkanälen 17' und 20', und einem Strömungskanalgehäuse 19 mit Seitenkanl 20. Ein Lagerdeckel 21 und ein Gehäusedeckel 16 sind mit Gehäuseschrauben 22 am Gehäusering 11 befestigt und durch Runddichtringe abgedichtet.

Im Lagerdeckel 21 des Gehäuses 10 ist eine über Packungsringe 24 nach außen abgedichtete Welle 25 gelagert angeordnet, die durch einen nicht dargestellten Antriebsmotor, beispielsweise einen Elektromotor, in Pfeilrichtung in Drehung versetzt wird. Auf dem freien Ende der Welle 25 sind mittels Paßfedern 26 die Laufräder 27 und 27'· befestigt und durch Gleitringdichtungen 28 und 29 voneinander auf der Welle 25 und im doppelseitigen Strömungskanal gehäuse 18 abgedichtet. Zur axialen Sicherung der Laufräder 27 und 27' dient ein Sicherungsring 30 mit Distanzscheibe 31.

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Die als Stufensch ei ben ausgebildeten Laufräder 27 und 27' sind mit Schaufelkranzzellen 32 und 33 versehen, die durch spiralförmig gekrümmte Schaufelstege 35 und 36 voneinander getrennt sind. Den Schaufel kränzen gegenüberliegend sind in die Strömungskanalgehäuse 18 und 19 und in den Gehäusedeckel. 16 Seitenkanäle 17, 17' bzw. 20 und 20'eingearbeitet.

Der durch die Eintrittsöffnung 13 in das Gehäuse 10 eintretende Volumenstrom geringeren Energiezustandes erfährt eine Energieübertragung durch Impulsaustausch zwischen der sich aus den Schaufel zellen 32' und 33' durch die Fliehkraft ausbildenden Zirkulationsströmung und dem Volumenstrom in den Seitenkanälen 20 und 20¹. Das Medium durchströmt den Förderteil der Turbinenpumpe ausgehend von einer Ansaugöffnung 34 zuerst über den im Durchmesser kleinsten Schaufel kranz 32' des Förderlaufrades 27\ fließt über den Oberleitungskanal 37 in den nächst größeren Schaufel kranz 33' und verläßt dann durch die Austritts-Öffnung 14 das Gehäuse 10 der Turbinenpumpe in einem erhöhten Energiezustand.

Auf der Turbinenseite tritt gleichzeitig ein getrennter Volumenstrom höheren Energiezustandes in die Eintrittsöffnung 12 im Gehäuse 10 ein und erfährt durch das mit der Schaufelstegkrümmung gegenläufige Laufrad 27 mit Schaufel kränzen 32 und 33 mit gegenüberliegenden Seiten-

^O kanälen 17 und 17' eine Energiereduzierung und tritt durch die Austrittsöffnung 15 im Gehäuse 10 aus der Turbinenpumpe mit geringerem Energiezustand aus.

Der mit höherem Energiezustand in die Eintrittsöffnung 12 des Gehäuses 10 eintretende Volumenstrom gelangt durch

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die Eintrittsöffnung 38 in den äußeren, doppelseitigen Schaufel kranz 33 des umlaufenden Turbinenrades 27, wobei die Seitenkanäle 17 und 17' in ihren Querschnitten so bemessen sind, daß die Strömungsgeschwindigkeit des VoTumenstromes in den Seitenkanälen wesentlich höher ist als die Umlaufgeschwindigkeit der Schaufel kränze 32 und 33 des Turbinenlaufrades 27. Durch die Fliehkräfte in den Schaufelzel1 en 33 des zwangsläufig mitlaufenden Turbinenlaufrades 27 bildet sich eine Verdrängerströmung aus, die wechselseitig von den Schaufelzellen der Schaufelkränze in den schneller fließenden Volumenstrom in den Seitenkanälen eintritt und dadurch die Energie durch Impulsaustausch vom Volumenstrom höheren Energiezustandes auf die Schaufelstege 35 und 36 des Turbinenlaufrades 27 als Rotationsenergie überträgt. Nach Durchströmen der äußeren Stufe gelangt der dadurch verlangsamte, etwas gedrosselte Volumenstrom über den überleitungskanal 39 in die auf einem kleineren Kreis verteilten kleineren» doppelseitigen Schaufel kränze 32 mit gegenüberliegenden Seitenkanälen 17 und 17', wo in gleicher Weise wie in der vorhergehenden Stufe eine weitere Energiereduzierung bzw.-Drosselung erfolgt.

Der in zwei Stufen gedrosselte Volumenstrom verringerten Energiezustandes verläßt die Turbinenpumpe durch die doppelseitigen Seitenkanalaustrittsöffnungen 40 und die Austrittsöffnung 15 im Gehäuse 10.

In den Figuren 3 und 4 ist ein mehrstufiges Strömungskanalgehäuse mit Seitenkanälen und Seitenkanaleintrittsöffnungen 34 und Austrittsöffnungen 38 dargestellt. Durch die Strömungskanal unterbrecher 41 und 42 wird jeweils das überströmen des Fördermediums auf die Gegenseite verhindert. Der Überleitungskanal 37 verbindet die Strömungskanäle der beiden Stufen. Wie mit den

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Richtungspfeilen A und B dargestellt ist, kann dieses Laufrad, je nach Strömungsrichtung als Turbine bzw» als Pumpe betrieben werden. Die Eintrittsöffnungen 34 werden im Umkehrbetrieb natürlich dann zu Austrittsöffnungen, die Austrittsöffnungen 38 zu Eintrittsöffnungen .

Die Figuren 5 und 6 zeigen ein Laufrad mit zwei einseitigen, einflutigen Schaufel kränzen"46 und 47, die gerade, schräg angestellte Schaufelstege 43 und 44 haben und einen äußeren, doppelseitigen, doppelf1utigen Schaufel kranz 48 mit ebenfalls geraden, schräg angestellten Schaufel Stegen 45, die jedoch zu den einseitigen Schaufel kränzen 46 und 47 eine gegenläufige Schrägstellung der Schaufelstege zeigen. Die Anwendung dieses kombinierten Turbinen- und Pumpenlaufrades ist anhand von Figur 7 (dort mit spiral ig gekrümmten Schaufelstegen) näher erläutert:

Im Turbinenbetrieb tritt ein Volumenstrom hohen Energiezustandes durch die Eintrittsöffnung 51 in den äußeren Strömungskanal 57 ein und erfährt beim Durchströmen der Schaufelzellen 50 (mit gekrümmten Schaufel Stegen 45) und des strichpunktiert angedeuteten Strömungskanals eine Energiereduzierung, wobei er um fast 320° bis zum Strömungskanal unterbrecher 55 den Seitenkanal 57 durchläuft, worauf der Volumenstrom durch die Austrittsöffnung 52 mit reduziertem Energieinhalt die Turbinenstufe verläßt. Im Förderbetrieb (gegenläufige Anordnung der Schaufel krümmung) tritt ein Volumenstrom niedrigen Energiezustandes durch die Eintrittsöffnung 53 und die Öffnung 46 in die innere Förderstufe mit Schaufel kranz 48 und Schaufelstegen 43 und durchläuft den strichliert angedeuteten Strömungskanal 58 bis zum Strömungskanal unterbrecher 56 und erfährt hier eine erste Energiezu-

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fuhr. Vom ersten Strömungskanal 58 strömt der Volumenstrom über den überströmkanal 47 in die zweite Förderstufe, die einen Schaufelkranz 49 mit ebenfalls spiralförmig gekrümmten Schaufel Stegen 44 und einem strichliert angedeuteten Strömungskanal 59 aufweist. In dieser zweiten Stufe wird der Energiezustand des Volumenstroms weiter erhöht bis das Medium vor dem Strömungskanalunterbrecher 60 die Turbinenpumpe über die Austrittsöffnung 54 mit wesentlich erhöhtem Energiezustand verläßt.

Aus den Figuren 8 und 9 ist eine weitere bevorzugte Ausführungsform ersichtlich, bei der einstufige Laufräder verwendet werden. Das Turbinenlaufrad 67 hat hierbei axial und radial offene Schaufelzel1 en mit gegenüberliegend angeordneten Seitenkanälen 69 und 69', während das Förderlaufrad 63 lediglich axial offene Schaufelzellen mit gegenüberliegend angeordneten Seitenkanälen 62 und 62' aufweist. Das Strömungskanal gehäuse 61 aus Figur 8 ist in den Figuren 10 und 11 genauer dargestellt. Das Fördermedium tritt hierbei durch die Seitenkanaleintrittsöffnung 65 ein und durchströmt den Seitenkani 62 bis zur Austrittsöffnung 64, wobei es immer wieder in die Förderzellen des Laufrades eintritt, das auf diese Weise seine Rotationsenergie auf das Fördermedium überträgt. Der Seitenkanal ist zwischen den Ein- und Austrittsöffnungen durch die Unterbrecherstelle 66 unterbrochen, wodurch ein überströmen des Fördermediums vom Aus^ zum Einlaß, also ein "Kurzschluß" verhindert wird.

Das einstufige Förderlaufrad 63 zum Strömungskanalgehäuse 61 aus Figur8ist in den Figuren 12 und 13 gezeigt. Hierbei sind die axialen Förderzellen durch spiralförmig

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gekrümmte Schaufelstege getrennt. Der Gehäusedeckel 68 aus Figur 8 ist in den Figuren 14 und 15 näher gezeigt und weist einen eingearbeiteten Seitenkanal 69 auf, der sich von der Eintrittsöffnung 72 bis zur Austrittsöffnung 71 mit dazwischenliegendem Seitenkanalunterbrecher erstreckt. Der bei 72 eintretende Volumenstrom höheren Energiezustandes erfährt beim Durchströmen dieser Turbinenstufe eine Energiereduzierung dadurch, daß der schneller fließende Volumenstrom immer wieder in die Schaufel zellen eintritt und diesen ein Drehmoment mitteilt. Der so gedrosselte Volumenstrom verläßt dann die Turbinenstufe mit geringerem Energiezustand durch die Austrittsöffnung 71 .

Das Turbinenlaufrad 67 aus Figur 8 ist in den Figuren und 17 dargestellt und weist Schaufel ze!1 en auf, die radial und axial offen und durch ebenfalls spiralförmig gekrümmte Schaufelstege voneinander getrennt sind. Die in Figur 16 angedeuteten Bohrungen im Inneren des Laufrades 67, die auch in der Figur 8 geschnitten dargestellt sind, verhindern einen Differenzdruck zwischen den beiden

Seiten der Laufräder.
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Zu allen bisher gezeigten Ausführungsformen ist zu bemerken, daß Turbinen- und Pumpenteil jeweils umkehrbar verwendet werden können, wobei sich jedoch die Laufrichtung der Laufräder ebenfalls umkehrt. 30

Bei der in Figur 18 gezeigten bevorzugten AusfUhrungsform handelt es sich um eine Turbinenpumpe, bei der eine mehrstufige Seitenkanalpumpe mit Flügel- oder Sternlaufrädern in Gliederbauweise durch ein doppelflutiges

Turbinenrad mit mehreren radialen voneinander getrennten

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Stufen unterstützt oder angetrieben wird.

Bei dieser Ausführungsform besteht die Turbinenpumpe aus einem Turbinengehäuse 79 mit Strömungskanalgehäusen 77 und 78 und einem Turbinenlaufrad 75, sowie einem Lagerdeckel 80 mit einer darin über Packungsringe 74 abgedichteten gemeinsamen Welle 73. An das Turbinengehäuse 79 schließen sich die Stufengehäuse 84 mit den Seitenkanal gehäusen 85 und den Laufrädern 86 an. Die gemeinsame Welle 73 ist am Ende der Seitenkanal-Gliederstufen mit ihrer Verlängerung in einem Gleitlager 89 im Fußgehäuse 91 zusätzlich gelagert. Die einzelnen Gehäuseglieder werden durch Gehäuseschrauben 87 und Muttern 88 zusammenge hai ten.

Der zur Energierückgewinnung bestimmte Volumenstrom höheren Energiezustandes tritt durch die Eintrittsöffnung 81 im Turbinengehäuse 79 ein und durchströmt von der äußeren, im Durchmesser größeren Schaufel kranzstufe auf dem Turbinenlaufrad 75 über deren gegenüberliegend angeordnete Seitenkanäle die Turbine bis zur inneren, im Durchmesser kleinsten Schaufel kranzstufe, wobei der Volumenstrom eine erhebliche Energiereduzierung erfährt. Diese von den Laufradschaufelstegen der Schaufel ze!1 en aufgenommene Energie wird unmittelbar auf die mehrstufige Seitenkanal-Förderpumpe übertragen, die auf der gleichen Wellen mit gleicher Drehrichtung und Drehzahl mitläuft. Die Seitenkanalpumpe ist vom Turbinente.il durch die WeI1endichtringe 76 abgedichtet. Der gepumpte Förderstrom tritt durch die Gehäuseöffnung 83 ein und durchströmt die einzelnen Seitenkanalförderstufen bis zur Austrittsöffnung 90 im Fußgehäuse 91. Von Stufe zu Stufe wird an den Förderstrom durch Impulsaustausch Energie

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übertragen, wodurch vom Eintritt in die erste Stufe bis zum Austritt aus der letzten Stufe eine erhebliche Drucksteigerung erreicht wird. Zumindest während des Anlaufens eines Prozesses, währenddessen noch kein unter Druck stehendes Medium in den Turbinenteil gelangt und aufgrund der niederen Drehzahl des Turbinenlaufrades auch noch kein Impulsaustausch zwischen VoIumenstrom und Laufrad stattfinden kann, wird die Anordnung über einen hier nicht dargestellten Elektromotor angetrieben, der mit der Welle 73 gekoppelt ist. Sobald jedoch der in den Turbinenteil eintretende Volumenstrom die entsprechende Geschwindigkeit bzw. den entsprechenden Druck aufweist, also einen hohen Energiezustand besitzt, und sobald gleichzeitig das Turbinenlaufrad eine solche Drehzahl erreicht hat, daß sich ein genügend großes Fliehkraftfeld ausbildet, um die Zirkulationsströmung zwischen Schaufelradzellen und Volumenstrom im Seitenkanal auszubilden, wird das vom hoch energetischen Volumenstrom an das Turbinenrad abgegebene Drehmoment über die gemeinsame Welle auf den Pumpenteil übertragen und vermindert somit die benötigte Antriebsleistung ganz erheblich, so daß die angestrebte Energierückgewinnung ein erhebliches Maß aufweist.

Claims (16)

1. München, don 25. «luni

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   Patentansprüche .) Turbinenpumpe, bestehend aus einem Ratationsenergie

   ^-^y

   abgebenden und hydraulische Energie aufnehmenden Turbinenteil und einem hierzu invers arbeitenden Pumpenteil, mit mindestens einem Laufrad, dadurch gekennzeichnet ,daß der Turbinenteil eine "rückwärts" laufende Seitenkanalpumpe mit Laufrad (27) mit durch Schaufelstege (35, 36) getrennten Schaufelzellen (32, 33) und gegenüberliegendem Strömungskanal (17, 20) aufweist.
2. 2. Turbinenpumpe nach Anspruch 1, dadurch gekenn.zeich-

   net, daß die Schaufelstege (35, 36) schräg, vorzugsweise ■ spiral ig gekrümmt, zur Radial richtung des Laufrades (27) angeordnet sind.
3. 3. Turbinenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, 25

   dadurch gekennzeichnet, daß die axial und/oder radial offenen Schaufel zellen (32, 33) in mehreren Schaufelkränzen, gegebenenf al 1 s verschiedener Durchmesser, in einem Laufrad (27) angebracht und ihnen separate

   Strömungskanäle (17, 20) zugeordnet sind. 30
4. 4. Turbinenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (27) über eine Welle (25) mit einem Laufrad (27') verbunden ist, das den Läufer einer Seitenkanalpumpe mit Schaufel-

   zellen (32', 33') bildet und dessen Schaufelstege (35*, 36') gegebenenfalls schräg oder spiralig und

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   zwar gegensinnig zur Turbinenstegkrümmung zur Radialrichtung desLaufrades (27') angeordnet sind.
5. 5. Turbinenpumpe nach einem der vorhergehenden Ansprüche,

   dadurch gekennzeichnet, daß die den Schaufelzel1 en (32, 33, 32', 33¹) zugeordneten Strömungskanäle (17, 20, 17', 20') Querschnitte aufweisen, die sich in Umfangsrichtung ändern und/oder daß die Schaufelzellen in (32, 33, 32', 33') in Radialrichtung zunehmende Querschnitte aufweisen.
6. 6. Turbinenpumpe nach einem der Ansprüche 4 oder 5,

   dadurch gekennzeichnet, daß die Schaufelzel1 en (32', 33') der Seitenkanalpumpe auf dem Laufrad (27) des Turbinenteils ausgebildet sind.
7. 7. Turbinenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenteil als ein- oder mehrstufige Seitenkanalpumpe mit Flügeloder Sternlaufrädern, in Gliederbauweise ausgebildet ist.
8. 8. Turbinenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenteil als axiale, halbaxiale oder radiale ein- oder mehrstufige Kreiselpumpe in Gliederbauweise ausgebildet ist.
9. 9. Turbinenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenteil als Flügeizellen- oder Drehflügelpumpe ausgebildet ist.

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10. 10. Turbinenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenteil als

    b Zahnradpumpe ausgebildet ist.
11. 11. Turbinenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenteil als Schraubenspindelpumpe ausgebildet ist.
12. 12. Turbinenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenteil als Kreiskolbenpumpe ausgebildet ist,
13. 13. Turbinenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenteil als Schraubenrad-Kreiselpumpe ausgebildet ist.
14. 14. Turbinenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenteil als Seitenkanalverdichter oder Seitenkanalgebläse ausgebildet ist.
15. 15. Turbinenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, •25 dadurch gekennzeichnet, daß der Pumpenteil als Axial- oder Radiallüfter ausgebildet ist.
16. 16. Turbinenpumpe nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Förderseite der Turbinenpumpe als FVüssigkeitsring-Vacuumpumpe ausgebildet ist.