DE60036336T2

DE60036336T2 - turbomachinery

Info

Publication number: DE60036336T2
Application number: DE60036336T
Authority: DE
Inventors: Junichi Yokohama-shi Kurokawa; Hitoharu Niihari-gun Kimura; Tomoyoshi Higashiibaraki-gun Okamura; Takahide Abiko-shi Nagahara; Sumio Niihari-gun Sudo
Original assignee: Kurokawa Junichi Yokohama; Hitachi Plant Technologies Ltd
Current assignee: Kurokawa Junichi Yokohama; Hitachi Plant Technologies Ltd
Priority date: 1999-07-15
Filing date: 2000-07-11
Publication date: 2008-06-12
Anticipated expiration: 2020-07-12
Also published as: EP1069315A3; DE60036336D1; ATE373175T1; EP1069315A2; CN1221741C; CN1281953A; EP1069315B1

Abstract

A turbo machine comprising: an impeller having a plurality of blades therewith; a casing having a flow surface defined therein and being positioned with the impeller therein; and a plurality of grooves being formed in the flow surface of the casing, for connecting between an inlet side of said impeller and an area on the flow surface of the casing in which the blades of said impeller reside, on a periphery thereof, wherein an index of determining a form of the grooves is obtained by a following equation: <DF>JE No. = WR x VR x WDR x DLDR </DF> where, WR (a width ratio) is a value obtained by dividing a total value of the groove widths W with a length of casing periphery; VR (a volume ratio) is a value obtained by dividing a total volume of said grooves with a volume of said impeller; WDR (a width-depth ratio) is a value obtained by dividing the width W of said groove with a depth D of said groove; and DLDR is a ratio between a length of said groove in flow, being lower than the impeller inlet and the depth of said groove, and wherein, said grooves are formed so that the index JE No. lies in a range from 0.03 to 0.5. <IMAGE>

Description

HINTERGRUND DER ERFINDUNGBACKGROUND OF THE INVENTION

1. GEBIET DER ERFINDUNG1. FIELD OF THE INVENTION

Die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Turbomaschinen, und insbesondere auf eine Turbomaschine, die in der Lage ist, eine Strömungsinstabilität durch Unterdrücken einer Verwirbelung infolge einer Rezirkulationsströmung am Einlass eines Laufrads und durch Unterdrücken von Drehströmungsabrissen des Laufrads unabhängig von dessen Bauweisen und dem Fluid zu verhindern.The The present invention relates to turbomachinery, and more particularly on a turbomachine, which is able to flow through instability Suppress a turbulence due to a recirculation flow on Inlet of an impeller and by suppressing rotational flow breaks of the impeller independently of its construction and the fluid to prevent.

Genauer gesagt, die vorliegende Erfindung bezieht sich auf Turbomaschinen, wie eine Pumpe, einen Verdichter, ein Gebläse usw., die ein Laufrad mit einer Nicht-Volumen-Bauweise haben, und insbesondere auf die Turbomaschine, die die Strömungsinstabilität dadurch verhindern kann, dass eine Verwirbelung oder Vorverwirbelung unterdrückt wird, die aufgrund einer Hauptströmung oder einer Komponente der an einem Einlass eines Laufrads auftretenden Rezirkulation erzeugt wird, und dass Drehströmungsabrisse unterdrückt werden, so dass eine Eignung für eine Verwendung mit einer Halbaxialpumpe gegeben ist, die in weitem Umfang als Wasserumwälzpumpen in einem Wärmekraftwerk oder in einem Kernkraftwerk oder als Entwässerungspumpe verwendet wird, sowie auf eine Pumpstation, bei der die Turbomaschine nach der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt.More accurate said, the present invention relates to turbomachinery, such as a pump, a compressor, a blower, etc., which has an impeller a non-volume design, and in particular the turbomachinery, the flow instability thereby can prevent turbulence or Vorverwirbelung is suppressed due to a mainstream or a component of the occurring at an inlet of an impeller Recirculation is generated, and that rotational flow breaks are suppressed so that is suitable for a use with a Halbaxialpumpe is given, which in far Scope as water circulation pumps in a thermal power plant or used in a nuclear power plant or as a drainage pump, and to a pumping station where the turbo-machine according to the present Invention is used.

2. BESCHREIBUNG DES STANDES DER TECHNIK2. DESCRIPTION OF THE STAND OF THE TECHNIQUE

Rotationsmaschinen mit der Bezeichnung "Turbomaschine" können abhängig von den Fluiden, mit denen sie betrieben werden, und nach ihren Bauweisen wie folgt klassifiziert werden:

1. Nach Fluiden, mit denen die Maschine betrieben wird, nämlich Flüssigkeit und Gas.
2. Nach Bauweisen, nämlich Axial-, Halbaxial- und Radialbauweise.

"Turbomachinery" rotary machines may be classified as follows, depending on the fluids they are used with and their construction:

1. For fluids used to operate the machine, namely liquid and gas.
2. By construction, namely axial, Halbaxial- and radial construction.

Die in 22 im Querschnitt gezeigte Halbaxialpumpe, die heutzutage aufgrund ihres einfachen Betriebs hauptsächlich oder in weitem Umfang verwendet wird, hat von stromauf nach stromab aufeinanderfolgend ein Ansauggehäuse 11, eine Pumpe 12 und einen Diffusor 13.In the 22 Semi-axial pump shown in cross-section, which is mainly or widely used today due to its simple operation, has an intake housing sequentially from upstream to downstream 11 , a pump 12 and a diffuser 13 ,

Eine Schaufel 122, die in einem Gehäuse 121 der Pumpe 12 umläuft, wird von einer Welle 123 drehangetrieben, wodurch der aus dem Ansauggehäuse 11 angesaugten Flüssigkeit Energie zugeführt wird. Der Diffusor 13 hat die Funktion, einen Teil der Geschwindigkeits-(oder kinetischen) Energie der Flüssigkeit in statischen Druck umzuwandeln.A shovel 122 in a housing 121 the pump 12 revolves, is from a wave 123 rotationally driven, causing the suction from the housing 11 sucked liquid energy is supplied. The diffuser 13 has the function to convert part of the velocity (or kinetic) energy of the liquid into static pressure.

23 zeigt eine typische Kennlinie zwischen Pumphöhe und Durchsatz der Turbomaschine für die in 22 gezeigte Halbaxialpumpe, wobei die Horizontalachse einen Parameter zeigt, der für den Durchsatz steht, während die vertikale Achse einen Parameter zeigt, der für die Druckhöhe steht. 23 shows a typical characteristic between the pumping height and throughput of the turbomachine for the in 22 shown with the horizontal axis shows a parameter that represents the throughput, while the vertical axis shows a parameter that stands for the pressure level.

Insbesondere fällt der Druck in einer entgegengesetzten Beziehung zur Zunahme des Durchsatzes in einem Bereich mit geringem Durchsatz ab, steigt jedoch nach der Zunahme des Durchsatzes während der Zeit, während der der Durchsatz in einem Bereich S liegt (d.h. in einem Abschnitt, der auf der rechten Seite der Kennlinie ansteigt oder hochspringt). Wenn der Durchsatz weiter zunimmt und über den ansteigenden Abschnitt der Kennlinie auf der rechten Seite hinausgeht, beginnt die Pumphöhe mit Zunahme des Durchsatzes wieder abzufallen.Especially he falls Pressure in an opposite relationship to the increase in throughput in a low throughput area, but increases after Increase in throughput during the time while the throughput is in an area S (i.e., in a section, which rises on the right side of the characteristic or jumps up). If the throughput continues to increase and over the rising section If the characteristic on the right goes out, the pump height starts to increase the throughput drop again.

In dem Fall, in welchem die Turbomaschine mit einem Durchsatz bei der rechtsseitigen ansteigenden Kennlinie arbeitet, schwingt die Flüssigkeitsmasse aus sich selbst, d.h. es wird ein Phänomen des Pumpens erzeugt.In the case in which the turbomachine with a throughput in the right-hand rising characteristic works, the liquid mass oscillates from itself, i. it creates a phenomenon of pumping.

Eine solche Kennlinie mit Anstieg auf der rechten Seite ergibt sich, weil die Rezirkulation an einem äußeren Rand des Einlasses des Laufrads auftritt, wenn der Durchsatz durch die Turbomaschine niedrig ist, und in diesem Fall wird der Strömungsdurchgang oder ein Kanal für die Flüssigkeit, die in der Turbomaschine strömt, verengt, wodurch in der Flüssigkeit ein Wirbel erzeugt wird (siehe 22).Such a slope on the right side arises because the recirculation occurs at an outer periphery of the inlet of the impeller when the flow rate through the turbomachine is low, and in this case, the flow passage or a passage for the liquid flowing in the turbomachine flows, narrows, creating a vortex in the fluid (see 22 ).

Da das Pumpen nicht nur bei der Turbomaschine, sondern auch an den Leitungen oder Rohren, die mit ihrer Stromauf- und Stromabseite verbunden sind, Schäden erzeugt, darf es in einem Bereich mit geringem Durchsatz nicht eintreten. Anstelle einer Verbesserung in der Form (d.h. im Profil) der Schaufel, um den Betriebsbereich der Turbomaschine zu erweitern oder zu vergrößern, hat man bereits verschiedene Verfahren zum Unterdrücken des Pumpens vorgeschlagen, wie sie nachstehend ausgeführt sind.There pumping not only at the turbomachine, but also at the Lines or pipes with their upstream and downstream sides connected damage generated, it must not occur in a low-throughput area. Instead of an improvement in the shape (i.e., in profile) of the blade, to expand or enlarge the operating range of the turbomachine Various methods for suppressing pumping have already been proposed. as stated below.

1. Gehäusebearbeitung1. Housing processing

In einem Gehäusebereich, in dem sich das Laufrad befindet, werden dünne oder schmale Nuten oder Abläufe mit 10% bis 20% der Sehnenlänge der Schaufel ausgebildet, um die Strömungsabrisstoleranz zu verbessern.In a housing area, in which the impeller is, are thin or narrow grooves or procedures with 10% to 20% of the chord length the blade is designed to improve the stall tolerance.

24(a) und (b) zeigen beispielsweise Ansichten der Gehäusebearbeitung, die bereits vorgeschlagen wurden. Insbesondere zeigt 24(a) eine Lagebeziehung zwischen der Gehäusebearbeitung und den Schaufeln, während 24(b) die Gehäusebearbeitung in Querschnitten zeigt. 24 (a) and (b) show, for example, views of the housing machining that have already been proposed. In particular shows 24 (a) a positional relationship between the case processing and the blades while 24 (b) the housing processing in cross sections shows.

Insbesondere werden bei der bereits vorgeschlagenen Gehäusebearbeitung die Nuten in einer Innenwand (d.h. der Strömungsoberfläche) des Gehäuses in dem Bereich, wo die Schaufeln liegen, in Axialrichtung, in Umfangsrichtung oder in einer schrägen Richtung, alternativ in Radialrichtung oder einer Schrägrichtung jeweils mit einer ausreichenden Tiefe ausgebildet.Especially be in the already proposed housing machining the grooves in an inner wall (i.e., the flow surface) of the housing in the area where the blades lie, in the axial direction, in the circumferential direction or in an oblique Direction, alternatively in the radial direction or an oblique direction each formed with a sufficient depth.

Obwohl der Mechanismus, wie die Gehäusebearbeitung die Verbesserung der Strömungsabrisstoleranz ermöglicht, theoretisch noch nicht deutlich untersucht worden ist, kann man davon ausgehen, dass das Auftreten von sich ausbildenden Zellen dadurch unterbunden wird, dass das Fluid mit hohem Druck in einen Niedrigenergiebereich ausgesprüht oder injiziert wird.Even though the mechanism, like the case processing the improvement of the stall tolerance allows theoretically not yet clearly examined, one can assume that the occurrence of developing cells thereby prevents the high pressure fluid from entering a low energy range sprayed out or is injected.

2. Trenneinrichtung2. Separator

Zum Teilen der Rezirkulationsströmung, die an dem Außenrand des Einlasses des Laufrads auftritt, in einen Rückwärtsströmungsabschnitt und einen Vorwärtsströmungsabschnitt (d.h. in einer Hauptströmungsrichtung) in dem Bereich mit niedrigem Durchsatz ist eine Trenneinrichtung vorgesehen, wodurch die Ausdehnung der Rezirkulation verhindert wird.To the Dividing the recirculation flow, the at the outer edge of the inlet of the impeller occurs in a reverse flow section and a forward flow section (i.e., in a main flow direction) in the low flow area is a separator provided, whereby the expansion of the recirculation prevented becomes.

25(a) bis (c) sind beispielsweise Ansichten für Trenneinrichtungen, von denen jede bei einer Turbomaschine in Axialbauweise eingesetzt wird, insbesondere sind eine Bauweise mit Ansaugring (in 21(a)), eine Schaufeltrenneinrichtungsbauweise (in 25(b)) und eine Lufttrenneinrichtungsbauweise (in 25(c)) vorgeschlagen. 25 (a) bis (c) are, for example, views of separators, each of which is used in a turbomachinery in axial construction, in particular a construction with suction ring (in 21 (a) ), a blade separator construction (in 25 (b) ) and an air separation device construction (in 25 (c) ) proposed.

Bei der Bauweise mit dem Ansaugring (in 25(a)) ist der Rückstrom innerhalb einer Außenseite des Ansaugrings eingeschlossen, während bei der Bauweise mit Schaufeltrenneinrichtung (in 25(b)) eine Rippe zwischen dem Gehäuse und dem Ring vorgesehen ist. Bei der Bauweise mit Lufttrenneinrichtung (in 25(c)) ist ferner ein vorderes Ende oder eine Spitze des sich bewegenden Flügels (d.h. der Schaufel) so geöffnet, dass die Rückströme in die Außenseite des Gehäuses eingeführt werden, wodurch die Erzeugung eines Wirbels aufgrund der Rückströme mit Hilfe der Rippe verhindert werden. Verglichen mit den vorherigen erwähnten beiden Bauweisen ist diese effektiver, führt jedoch zu großräumigen Vorrichtungen.In the construction with the suction ring (in 25 (a) ), the return flow is enclosed within an outside of the suction ring, while in the construction with blade separator (in 25 (b) ) a rib is provided between the housing and the ring. In the construction with air separation device (in 25 (c) ), a leading end or a tip of the moving blade (ie, the blade) is further opened so that the return flows are introduced into the outside of the housing, thereby preventing the generation of a vortex due to the return flows by means of the rib. Compared to the previously mentioned two designs, this is more effective, but leads to large-scale devices.

3. Aktivsteuerung3. Active control

Dabei soll die Wirbelerzeugung aufgrund von Rezirkulation durch Einspritzen oder Aussprühen von Hochdruckfluid von der Außenseite zu einer Stelle unterdrückt werden, an der die Rezirkulation auftritt.there is said to generate vortex generation due to recirculation by injection or spraying of high pressure fluid from the outside suppressed to one place at which the recirculation occurs.

Als Beispiel für herkömmliche Turbomaschinen wird nachstehend weiterhin eine Halbaxialpumpe beschrieben. Für eine Halbaxialpumpe muss eine Pumphöhen-Durchsatz-Kennlinie (nachfolgend "Druckkurve" genannt) gezeigt werden, die auf der rechten Seite kein Anstiegsverhalten aufweist, um in dem Fall einen stabilen Betrieb zu ermöglichen, in welchem die Pumpe über dem gesamten Durchsatzbereich arbeitet. Bei einer Pumpe ist es jedoch üblich, dass die Kennlinieneigenschaften, wie eine den Wirkungsgrad darstellende Leistung der Pumpe, die Stabilität der Druckkurve, das Gravitationsverhalten, die axiale Bewegungskraft zum Schließen usw. in entgegengesetzten Beziehungen zueinander stehen. Wenn man versucht, eine jener Eigenschaften zu verbessern, verschlechtert/verschlechtern sich die andere/n, so dass das Problem besteht, dass es schwierig ist, Verbesserungen bei wenigstens zwei oder mehr Eigenschaften gleichzeitig zu erhalten. Beispielsweise zeigt bei einer Pumpe, bei der hauptsächlich der Wirkungsgrad in Betracht gezogen wird, die Druckkurve ein beträchtliches Anstiegsverhalten auf der rechten Seite in einem Abschnitt von ihr, so dass eine Tendenz zur Instabilität besteht.When example for conventional Turbomachinery will be further described below a Halbaxialpumpe. For one Semi-axial pump must have a pumping-height flow rate characteristic (hereinafter referred to as "pressure curve") which does not show a rising behavior on the right side, to allow in the case a stable operation in which the pump above the entire throughput area works. In a pump, however, it is common that the characteristics characteristics, such as efficiency Performance of the pump, the stability the pressure curve, the gravitational behavior, the axial motive power to close etc. are in opposite relationships. If trying to improve, worsen / worsen one of those properties the other one, so the problem is that it's difficult is improvements in at least two or more properties to receive at the same time. For example, in a pump, at the main the efficiency is considered, the pressure curve a considerable Rise behavior on the right side in a section of her, so there is a tendency for instability.

Um eine Druckkurve zu erhalten, die kontinuierlich auf der rechten Seite zur Ermöglichung eines stabilen Betriebs abfällt, ist es beim Stand der Technik, wie vorstehend erwähnt, bereist bekannt, dass eine Gehäusebehandlung erfolgt oder eine Trenneinrichtung vorgesehen ist. Ein solcher Aufbau ist beispielsweise bereits in dem US-Patent 4,212,585 oder in dem US-Patent 5,466,118 beschrieben.In order to obtain a pressure curve continuously decreasing on the right side to enable stable operation, it is known in the art as mentioned above that a case treatment is performed or a separator is provided. Such a structure is for example already in the U.S. Patent 4,212,585 or in that U.S. Patent 5,466,118 described.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNGSUMMARY OF THE INVENTION

Obwohl es, wie vorstehend erwähnt, bei der Gehäusebehandlung und den Trenneinrichtungen nach dem Stand der Technik möglich ist, die Kennlinie zwischen Druckhöhe und Durchsatz einschließlich des ansteigenden rechtsseitigen Anstiegs zu der Seite hin mit niedrigerem Durchsatz zu verschieben, um den stabilen Betriebsbereich zu erweitern, ist es jedoch unmöglich, die Anstiegscharakteristik oder das Anstiegsverhalten auf der rechten Seite zu entfernen oder auszuschließen. Außerdem nimmt der Wirkungsgrad der Turbomaschine um etwa 1% für einen Anstieg von jeweils 10% der Abrissströmungstoleranz bei der Gehäusebehandlung ab.Even though it, as mentioned above, during the case treatment and the separation devices of the prior art is possible, the characteristic between pressure altitude and throughput including the rising right-hand slope to the side with lower To shift throughput to extend the stable operating range, but it is impossible the rising characteristic or the rising behavior on the right Remove or exclude page. In addition, the efficiency decreases the turbomachine by about 1% for an increase of 10% each of the demolition flow tolerance in the case treatment from.

Ferner ist die spanende Herstellung tiefer Nuten in einer Innenwand des Gehäuses in der Axialrichtung schwierig. Darüber hinaus besteht das Problem, dass die Gehäusebearbeitung bei einem Laufrad in geschlossener Bauweise, das beispielsweise herumgehende Deckbänder hat, nicht zum Einsatz kommen kann.Further is the machining deep grooves in an inner wall of the housing difficult in the axial direction. In addition, there is the problem that the case processing in an impeller in a closed design, for example passing shrouds has, can not be used.

Da die Notwendigkeit besteht, aus der Turbomaschine direkt oder an ihrer Außenseite ein Fluid mit hohem Druck zu erhalten, ist es weiterhin bei einer solchen Aktivsteuerung unmöglich, einer Wirkungsgradverringerung des Turbomaschinensystems als Ganzes zu entkommen.Since there is a need to fluid from the turbomachine directly or on the outside In addition, with such active control, it is impossible to escape efficiency reduction of the turbomachine system as a whole.

Zur Beseitigung der Nachteile bei dem vorstehend erwähnten Stand der Technik ist deshalb ein Ziel der vorliegenden Erfindung, eine Turbomaschine bereitzustellen, bei der nicht nur ein solches Anstiegsverhalten auf der rechten Seite der Kennlinie zwischen Druckhöhe und Durchsatz beseitigt wird, sondern die auch in der Lage ist, die Wirkungsgradverringerung zu unterdrücken, d.h. den Wirbel, der aufgrund der Rezirkulation erzeugt wird, die am Einlass des Laufrads auftritt, sowie den Drehströmungsabriss zu unterdrücken.to Elimination of the disadvantages of the above-mentioned prior art Therefore, an object of the present invention to provide a turbomachine, not just such a rising behavior on the right Side of the characteristic curve between pressure level and throughput eliminated but it is also capable of reducing the efficiency to suppress, i.e. the vortex generated due to recirculation, the occurs at the inlet of the impeller, as well as the rotational flow separation to suppress.

Insbesondere besteht ein Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Turbomaschine bereitzustellen, die eine Druckhöhen-Durchsatz-Kennlinie ohne das Verhalten, dass sie auf der rechten Seite abfällt, hat und mit der auch ein hoher Wirkungsgrad erreicht werden kann.Especially It is an object of the present invention to provide a turbomachine provide a pressure altitude throughput characteristic without the behavior that it falls off to the right has and with which a high efficiency can be achieved.

Ferner besteht ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung darin, eine Turbomaschine bereitzustellen, mit der eine derartige Druckhöhen-Durchsatz-Kennlinie ohne das Verhalten des Abfalls auf der rechten Seite sowie eine einfache Herstellung erreicht werden kann.Further It is a further object of the present invention to provide a Turbomachine provide, with such a pressure altitude-throughput characteristic without the behavior of the waste on the right as well as a easy production can be achieved.

Außerdem ist ein weiteres Ziel der vorliegenden Erfindung die Bereitstellung einer Turbomaschine, die ein Laufrad in geschlossener Bauweise aufweist, und mit der auch eine solche Druckhöhen-Durchsatz-Kennlinie ohne das Verhalten eines Abfalls auf der rechten Seite erzielt werden kann.Besides that is Another object of the present invention is to provide a turbomachine having a closed-type impeller, and with that also such a pressure altitude throughput characteristic without the behavior of a waste on the right side can be achieved can.

Zum Erreichen des/der vorstehend erwähnten Ziels/Ziele wird eine Turbomaschine

– mit einem Gehäuse, in welchem eine Strömungsfläche gebildet wird,
– mit einem Laufrad, das eine Vielzahl von Schaufeln aufweist und innerhalb des Gehäuses angeordnet ist und
– mit einer Vielzahl von Nuten bereitgestellt, die in der Strömungsfläche des Gehäuses für eine Verbindung zwischen der Einlassseite des Laufrads und einem Bereich ausgebildet sind, in welchem die Schaufeln des Laufrads liegen,
– wobei jede der Nuten eine Breite von wenigstens gleich 5 mm oder mehr hat und die Nuten so ausgebildet sind, dass ihre Breite etwa 30% bis 50% bezüglich einer Gesamtumfangslänge des Gehäuses beträgt, an der die Nuten ausgebildet sind.

To achieve the above-mentioned goal (s), a turbomachine is used

With a housing in which a flow area is formed,
- With an impeller having a plurality of blades and is disposed within the housing and
Provided with a plurality of grooves formed in the flow surface of the housing for communication between the inlet side of the impeller and a region where the impeller blades are located,
- Each of the grooves has a width of at least equal to 5 mm or more and the grooves are formed so that their width is about 30% to 50% with respect to a total circumferential length of the housing on which the grooves are formed.

Bei der vorstehend erwähnten erfindungsgemäßen Turbomaschine sind die Nuten so ausgebildet, dass ihre Tiefe bezüglich des Durchmessers des Gehäuses etwa 0,5% bis 1,6% beträgt.at the aforementioned Turbomachine according to the invention the grooves are formed so that their depth relative to the Diameter of the housing is about 0.5% to 1.6%.

Bei der vorstehend definierten Turbomaschine nach der Erfindung sind außerdem die Nuten so ausgebildet, dass sie eine Tiefe von etwa 2 mm bis 4 mm haben.at the above-defined turbomachine according to the invention Furthermore the grooves are formed so that they have a depth of about 2 mm 4 mm.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine ist das Laufrad ein Laufrad in offener Bauweise mit einer Vielzahl von Schaufeln, wobei die Bodenfläche jeder der Nuten so gebaut ist, dass sie in der Höhe zur Strömungsfläche zur angrenzenden Strömungsfläche des Gehäuses gleich oder höher als diese ist.at The turbomachine according to the invention as defined above is the impeller an impeller in an open design with a variety of blades, wherein the floor area Each of the grooves is built so that it is level with the flow area adjacent to the flow surface of the flow housing equal or higher as this is.

Bei der vorstehend erwähnten erfindungsgemäßen Turbomaschine ist das Laufrad ein Laufrad mit offener Bauweise und hat eine Vielzahl von Schaufeln, während die Strömungsfläche des Gehäuses, die mit einer geringeren Strömung angrenzt, an einem Abschlussende jeder der Nuten so ausgebildet ist, dass sie sich auf gleicher Höhe mit der Bodenfläche der Nut befindet oder in einer Richtung eines externen Durchmessers von ihr liegt, wobei der äußere Umfangsabschnitt des Laufrads auf der Einlassseite seiner Schaufeln einem Nutabschnitt gegenüberliegend so ausgebildet ist, dass die Höhen seiner Schaufeln dem Nutabschnitt entsprechend gering ist, während die Höhe jeder Schaufel des Laufrads stromab von den Nuten höher ist als die an dem Abschnitt, der dem Nutabschnitt gegenüberliegt.at the aforementioned Turbomachine according to the invention the impeller is an open-plan impeller and has a variety of shovels while the flow area of the housing, those with a lower flow adjoins, so formed at a terminal end of each of the grooves is that they are at the same height with the bottom surface of the Groove is located or in a direction of an external diameter from it lies, with the outer peripheral portion of the impeller on the inlet side of its blades a groove portion opposite is designed so that the heights of his Blades the groove portion is correspondingly low, while the Height everyone Blade of the impeller downstream of the grooves is higher than that on the section which is opposite to the groove portion.

Bei einer vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine, bei der das Laufrad ein Laufrad in offener Bauweise mit einer Vielzahl von Schaufeln ist, ist die Bodenfläche einer jeder der Nuten so ausgebildet, dass ihre Höhe gleich oder höher ist als die daran angrenzende Strömungsfläche des Gehäuses, während der Außenumfangsabschnitt des Laufrades an der Einlassseite seiner Schaufeln einem Nutabschnitt gegenüberliegend so ausgebildet ist, dass seine Höhe dem Nutabschnitt entsprechend an seinen Schaufeln gering ist.at a turbomachine according to the invention defined above, wherein the impeller is an impeller in an open design with a large number of blades is, is the floor area one of each of the grooves designed so that their height is equal or higher as the adjoining flow surface of the housing, during the Outer peripheral portion of Impeller on the inlet side of its blades a groove section opposite designed so that its height the groove portion corresponding to its blades is low.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine, bei der das Laufrad ein Laufrad in offener Bauweise mit einer Vielzahl von Schaufeln ist, ist die Höhe jeder der Schaufeln auf einer Meridianebene in der Nähe eines Einlasses des Laufrads so ausgebildet, dass sie geringer ist als auf einer Meridianebene in der Nähe eines Auslasses des Laufrads, wobei diese Höhen der Schaufeln der Höhe eines Nutabschnitts entsprechend bestimmt sind.at the turbomachine according to the invention as defined above, in which the impeller is an open-wheeled impeller with a variety of Shoveling is the height each of the blades on a meridian plane near one Inlet of the impeller is designed so that it is less than on a meridian plane nearby an outlet of the impeller, wherein these heights of the blades of the height of a Nutabschnitts are determined accordingly.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine, bei der das Laufrad ein Laufrad in offener Bauweise mit einer Vielzahl von Schaufeln ist, ist außerdem eine Ausgestaltung von Strömungskanälen mit vorstehenden Abschnitten der Nuten so aufgebaut, dass sie größer ist als die, die in dem Gehäuse auf der Stromabseite der Nuten gebildet wird, und ist in die Stromaufseite, so wie sie ist, in einem Abstand in Radialrichtung von einem Drehmittelpunkt einer Pumpe verlängert, ist ein Spitzenabschnitt des Laufrads so ausgebildet, dass er einen annähernd konstanten Raum zwischen den Nuten und den Innenflächen des Gehäuses bildet, und ist die Höhe jeder der Schaufeln des Laufrads in der Nähe eines Abschlussendes der Nuten größer ausgebildet als die der Schaufeln auf der Stromabseite.In the above-defined turbomachine according to the present invention, in which the impeller is an open-type impeller having a plurality of blades, there is also an arrangement of flow channels with protruding portions of the Nu is constructed to be larger than that formed in the housing on the downstream side of the grooves, and is extended to the upstream side as it is at a distance in the radial direction from a rotational center of a pump is a tip portion of the Impeller is formed so that it forms an approximately constant space between the grooves and the inner surfaces of the housing, and the height of each of the blades of the impeller in the vicinity of a terminal end of the grooves is formed larger than that of the blades on the downstream side.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine, bei der das Laufrad ein Laufrad in geschlossener Bauweise mit einer Vielzahl von Schaufeln und einem Deckband darum herum und das Laufrad in der Nähe eines Einlasses des Laufrads als Laufrad in offener Bauweise mit keinem Deckband darum herum ausgebildet ist, wird die Vielzahl von Nuten in Druckgradientenrichtung auf der Innenwand des Gehäuses, die dem Abschnitt in der Nähe des Einlasses des Laufrads gegenüberliegt, der kein Deckband darum herum hat, am Umfang ausgebildet und ist ein Anfangsende jeder der Nuten an einer Einlassseite stromauf von einer Spitzeneinlassseite des Laufrads angeordnet, während ein Abschlussende jeder Nut stromab von einer Spitzenauslassseite des Laufrads angeordnet ist.at the turbomachine according to the invention as defined above, in which the impeller an impeller in a closed design with a variety of shovels and a shroud around it and the impeller in nearby an inlet of the impeller as an impeller in open design with no shroud is formed around it, the plurality of Grooves in pressure gradient direction on the inner wall of the housing, the near the section Opposite the inlet of the impeller, the no shroud around it, formed on the perimeter and is one Start end of each of the grooves on an inlet side upstream of a Peak inlet side of the impeller arranged while a terminal end of each Nut arranged downstream of a Spitzenauslassseite the impeller is.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine, bei welcher das Laufrad ein Laufrad in geschlossener Bauweise mit einer Vielzahl von Schaufeln und einem Deckband um sie herum ist und das Laufrad in offener Bauweise ohne Deckband darum herum in der Nähe eines Einlasses des Laufrads ausgebildet ist, ist die Vielzahl von Nuten eine große Anzahl von flachen Nuten, die in der Strömungsfläche des Gehäuses einem Außenumfangsabschnitt des Laufrades in einer Einlassseite seiner Schaufeln gegenüberliegend ausgebildet sind, um eine Verbindung zwischen einem Ort, an dem bei einem geringen Fluiddurchsatz an einer Einlassseite des Laufrades ein Wirbel erzeugt wird, und einem Bereich an der Strömungsfläche am Umfang des Gehäuses, an dem die Schaufeln des Laufrads in Richtung des Fluiddruckgradienten liegen, herzustellen; ist eine Endposition an einer Stromabseite jeder der Nuten so angeordnet, dass ein Fluid mit einem Druck erhalten werden kann, der erforderlich ist, um die Erzeugung des Wirbels in der Einlasshauptströmung an einer Endposition stromauf von jeder der Nuten zu unterdrücken, wodurch ein ansteigendes Verhalten auf der rechten Seite einer Druckhöhen-Durchsatz-Kennlinie der Turbomaschine beseitigt wird; und ist eine Bodenfläche von jeder der Nuten so ausgebildet, dass ihre Höhe gleich oder höher ist als die daran angrenzende Strömungsfläche des Gehäuses, und ist der Außenumfangsabschnitt des Laufrads an der Einlassseite seiner Schaufeln einem Nutabschnitt gegenüberliegend so ausgebildet, dass die dem Nutabschnitt entsprechende Höhe der Schaufeln des Laufrades gering ist.at the above-defined turbomachine according to the invention, in which the impeller is an impeller in a closed design with a variety of Shovels and a shroud around them and the impeller in open construction without shroud around it near one Inlet of the impeller is formed, the plurality of grooves a big Number of shallow grooves, in the flow area of the housing an outer peripheral portion of the impeller in an inlet side of its blades opposite are designed to connect between a place where at a low fluid flow rate at an inlet side of the impeller a vortex is generated and an area on the flow surface at the periphery of the housing, at which the blades of the impeller in the direction of the fluid pressure gradient lie to produce; is an end position on a downstream side each of the grooves is arranged to receive a fluid at a pressure which is necessary to the generation of the vortex in the inlet mainstream an end position upstream of each of the grooves to suppress an increasing behavior on the right side of a pressure altitude-throughput characteristic the turbomachine is eliminated; and is a floor surface of each of the grooves is designed so that their height is equal or higher as the adjacent flow area of the Housing, and is the outer peripheral portion of the impeller on the inlet side of its blades a groove portion opposite formed so that the groove portion corresponding height of the blades of the impeller is low.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine ist ferner ein Achsendichtungsabschnitt für eine Abdichtung zwischen einem minimalen radialen Abschnitt des Deckbandes des Laufrades und dem Gehäuse vorgesehen, wobei der Achsenabdichtabschnitt einen Mundringabschnitt und einen Gehäuseringabschnitt aufweist.at the turbomachine according to the invention as defined above is further an axle seal section for a seal between a minimum radial portion of the Shroud of the impeller and the housing provided, wherein the Achsenabdichtabschnitt a mouth ring portion and a housing ring portion.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine, bei welcher eine Endposition auf der Stromabseite von jeder der Nuten so angeordnet ist, dass ein Fluid mit einem Druck erhalten werden kann, der erforderlich ist, um den Wirbel an der Einlasshauptströmung an einer Endposition auf der Stromauseite jeder der Nuten zu unterdrücken und dadurch ein ansteigendes Verhalten auf der rechten Seite einer Druckhöhen-Durchsatz-Kennlinie der Turbomaschine zu beseitigen, ist ein Abschnitt des Gehäuses, an dem die Nuten vorgesehen sind, getrennt von einem anderen Abschnitt des Gehäuses ausgebildet.at the above-defined turbomachine according to the invention, in which an end position on the downstream side of each of the grooves so arranged is that a fluid can be obtained with a pressure required is to keep the vortex at the inlet main flow at an end position on the Current side to suppress each of the grooves, thereby increasing Behavior on the right side of a pressure altitude throughput characteristic of Eliminate turbomachine is a section of the housing, at the grooves are provided, separated from another section formed of the housing.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine ist das Gehäuse mit einer Vielzahl von Gehäusefuttern ausgebildet, die in seiner Axialrichtung unterteilt sind, und sind die Nuten auf der Innenfläche eines Gehäusefutters dem äußeren Umfangsabschnitt an der Einlassseite der Schaufeln des Laufrads gegenüberliegend ausgebildet.at The turbomachine according to the invention defined above is the housing with a variety of housing nuts formed, which are divided in its axial direction, and are the grooves on the inner surface a housing lining the outer peripheral portion on the inlet side of the blades of the impeller opposite educated.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine ist ein Abschnitt des Gehäuses, an dem die Nuten ausgebildet sind, geteilt aufgebaut und von einem anderen Abschnitt des Gehäuses aus montiert, der in seiner Radialrichtung unterteilt ist.at The turbomachine according to the invention as defined above is a section of the housing, on which the grooves are formed, divided and built by a other section of the housing out, which is divided in its radial direction.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine sind die Nuten an ihrem Anfangsende in einer Richtung ausgebildet, die von einer Richtung der Pumpenachse zu einer Drehrichtung des Laufrads geneigt ist.at The above-defined turbomachinery according to the invention are the Grooves are formed at their beginning end in a direction of a direction of the pump axis to a direction of rotation of the impeller is inclined.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine wird eine Richtzahl zur Bestimmung einer Form der Nuten durch folgende Gleichung erhalten: JE No. = WR × VR × WDR × DLDRwobei WR (ein Breitenverhältnis) ein Wert ist, der durch Teilen eines Gesamtwertes der Nutbreiten W durch eine Länge des Gehäuseumfangs erhalten wird,
VR (ein Volumenverhältnis) ein Wert ist, der durch Teilen eines Gesamtvolumens der Nuten durch ein Volumen des Laufrades erhalten wird,
WDR (Breite-Tiefenverhältnis) ein Wert ist, der durch Teilen der Breite W der Nut durch eine Tiefe D erhalten wird, und
DLDR ein Verhältnis zwischen einer Länge der Nut stromab von dem Laufradeinlass und der Tiefe der Nut ist und die Nuten so ausgebildet sind, dass die Richtzahl JE No. in einem Bereich von 0,03 bis 0,5 liegt.In the above-defined turbomachine according to the present invention, a directivity number for determining a shape of the grooves is obtained by the following equation: JE No. = WR × VR × WDR × DLDR where WR (a width ratio) is a value obtained by dividing a total value of the groove widths W by a length of the housing periphery,
VR (a volume ratio) is a value obtained by dividing a total volume of the grooves by a volume of the impeller;
WDR (width-depth ratio) is a value obtained by dividing the width W of the groove by a depth D, and
DLDR is a ratio between a length of the groove downstream of the impeller inlet and the depth of the groove and the grooves are formed so that the guideline number JE no. in a range of 0.03 to 0.5.

Bei der vorstehend definierten erfindungsgemäßen Turbomaschine sind die Nuten so ausgebildet, dass die Richtzahl JE No. in einem Bereich von 0,15 bis 0,2 liegt.at The above-defined turbomachinery according to the invention are the Grooves designed so that the guideline JE no. in one area from 0.15 to 0.2.

Darüber hinaus ist erfindungsgemäß zum Erreichen des/der vorstehend erwähnten Ziels/Ziele eine Pumpstation zum Anheben einer Pumphöhe eines Fluids auf einer Saugseite auf die auf einer Förderseite vorgesehen, wobei die Pumpstation

– eine Pumpe mit einem Laufrad und einem Gehäuse, in dem das Laufrad zum Hochpumpen des Fluids in die Ansaugseite angeordnet ist;
– einen Kanal zum Leiten des von der Pumpe zu der Förderseite hochgepumpten Fluids;
– eine Antriebsvorrichtung für einen Drehantrieb des Pumplaufrads und
– eine Regeleinrichtung zum Regeln der Drehzahl des Laufrads der Pumpe aufweist, wobei die Pumpe die in Anspruch 1 definierte Pumpe ist.

Moreover, according to the present invention, in order to achieve the above-mentioned object (s), there is provided a pumping station for raising a pumping height of a fluid on a suction side to that on a delivery side, the pumping station

- A pump with an impeller and a housing in which the impeller is arranged for pumping the fluid into the suction side;
A passage for guiding the fluid pumped up from the pump to the delivery side;
- A drive device for a rotary drive of Pumplaufrads and
- Has a control device for controlling the speed of the impeller of the pump, wherein the pump is defined in claim 1 pump.

Nach der vorliegenden Erfindung wird ferner eine Pumpstation bereitgestellt, wie sie vorstehend definiert ist, und bei welcher eine Nenndrehzahl Ns etwa 1000 bis 1500 bei der Annahme beträgt, dass die Drehzahl der in der Pumpstation verwendeten Pumpe N (U/min), die Gesamtpumphöhe H (m) und der Förderdurchsatz Q (m³/min) ist und dass die Nenndrehzahl als Richtzahl Ns zur Anzeige einer Pumpenkennlinie durch eine Gleichung N₃ = N × Q^0,5/H^0,75 erhalten wird, und bei welcher eine statische Pumphöhe, die durch ein saugseitiges Fluidniveau und ein förderseitiges Fluidniveau bestimmt wird, gleich oder größer als 50% der Pumphöhe an einem Nennpunkt ist.According to the present invention there is further provided a pumping station as defined above and wherein a rated speed Ns is about 1000 to 1500 assuming that the speed of the pump used in the pumping station is N (rpm), the total pumping height H (m) and the delivery rate is Q (m ³ / min) and that the rated speed is obtained as a guideline number Ns for displaying a pump characteristic by an equation N ₃ = N × Q ^0.5 / H ^0.75 , and in which a static Pumping height, which is determined by a suction-side fluid level and a delivery-side fluid level, equal to or greater than 50% of the pumping height at a nominal point.

Weiterhin wird erfindungsgemäß bei der vorstehend definierten Pumpstation die Drehzahl der Antriebsvorrichtung in einem Regelbereich von 60% bis 100% bezüglich einer Referenzdrehzahl dann geregelt, wenn die Antriebsvorrichtung für die Pumpe ein Drehzahl-Untersetzungsgetriebe, eine Fluidkopplung und einen Dieselmotor aufweist.Farther is inventively in the above defined pumping station, the speed of the drive device in a control range of 60% to 100% with respect to a reference speed then regulated when the drive device for the pump is a speed reducer, having a fluid coupling and a diesel engine.

Erfindungsgemäß wird weiterhin bei der vorstehend definierten Pumpstation die Drehzahl der Antriebsvorrichtung in einem Steuerbereich von 60% bis 100% bezüglich einer Bezugsdrehzahl gesteuert, wenn die Antriebsvorrichtung für die Pumpe ein Drehzahl-Untersetzungsgetriebe, eine Fluidkupplung und eine Gasturbine aufweist.According to the invention will continue in the pump station defined above, the speed of the drive device in a control range of 60% to 100% with respect to a reference speed controlled when the drive device for the pump is a speed reduction gear, comprising a fluid coupling and a gas turbine.

Ferner wird erfindungsgemäß bei der vorstehend definierten Pumpstation die Drehzahl der Antriebsvorrichtung in einem Steuerbereich von 0% bis 100% bezüglich einer Referenzdrehzahl ferngesteuert, wenn die Antriebsvorrichtung für die Pumpe einen Elektromotor zum Steuern der Drehzahl durch einen Inverter aufweist.Further is inventively in the above defined pumping station, the speed of the drive device in a control range from 0% to 100% with respect to a reference speed remotely controlled when the drive device for the pump is an electric motor for controlling the speed through an inverter.

KURZBESCHREIBUNG DER ZEICHNUNGENBRIEF DESCRIPTION OF THE DRAWINGS

1 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer Halbaxialpumpe gemäß einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 1 FIG. 10 is an enlarged sectional view of a half-axial pump according to a first embodiment of the present invention. FIG.

2 ist eine beispielsweise Darstellung der Wirkungen der vorliegenden Erfindung (Teil 1). 2 is an example of the effects of the present invention (part 1).

3 ist eine beispielsweise Darstellung der Wirkungen der vorliegenden Erfindung (Teil 2). 3 is an example of the effects of the present invention (part 2).

4 ist eine beispielsweise Darstellung der Wirkungen der vorliegenden Erfindung (Teil 3). 4 is an example of the effects of the present invention (part 3).

5 ist eine beispielsweise Darstellung der Wirkungen der vorliegenden Erfindung (Teil 4). 5 is an example of the effects of the present invention (part 4).

6 ist eine Ansicht der Meridianebene einer Halbaxialpumpe gemäß einer zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 6 FIG. 12 is a meridian plane view of a half-axial pump according to a second embodiment of the present invention. FIG.

7 ist ein Schnitt längs der Linie II-II von 6. 7 is a section along the line II-II of 6 ,

8 ist eine Ansicht der Meridianebene einer (d.h. ersten) der Halbaxialpumpe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 8th FIG. 12 is a meridian plane view of (ie, first) the half-axial pump according to the second embodiment of the present invention. FIG.

9 ist eine Ansicht der Meridianebene einer anderen (d.h. zweiten) Änderung einer Halbaxialpumpe gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 9 FIG. 12 is a meridian plane view of another (ie second) variation of a half-axial pump according to the second embodiment of the present invention. FIG.

10 ist eine Flächenansicht eines Beispiels für die Nutenausbildung bei der vorstehenden zweiten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung. 10 Fig. 10 is a surface view of an example of the groove formation in the above second embodiment of the present invention.

11 ist eine Ansicht der Meridianebene einer weiteren (d.h. dritten) Änderung der Halbaxialpumpe nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 11 FIG. 12 is a meridian plane view of another (ie, third) change of the half-axial pump according to the second embodiment of the present invention. FIG.

12 ist eine Ansicht der Meridianebene einer Halbaxialpumpe in geschlossener Bauweise gemäß einer dritten Ausführungsform, bei der die vorliegende Erfindung zum Einsatz kommt. 12 FIG. 12 is a meridian plane view of a closed-type half-axial pump according to a third embodiment to which the present invention is applied. FIG.

13 ist eine Schnittansicht längs der Linie VIII-VIII von 12. 13 is a sectional view taken along the line VIII-VIII of 12 ,

14 ist eine Ansicht der Meridianebene der Halbaxialpumpe in geschlossener Bauweise in Form einer (d.h. ersten) Abänderung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 14 is a view of the meridian plane of the closed-type Halbaxialpumpe in the form of a (ie first) modification of the third embodiment of the present invention.

15 ist eine Ansicht einer Meridianebene der Halbaxialpumpe in geschlossener Bauweise gemäß einer weiteren (d.h. zweiten) Abänderung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. 15 is a view of a meridian plane of the closed-type Halbaxialpumpe according to another (ie second) modification of the third embodiment of the present invention.

16 ist eine Ansicht in einer Meridianebene zur Erläuterung der Richtzahl JE No. zur Bestimmung der Ausgestaltung der Nuten nach der vorliegenden Erfindung. 16 is a view in a meridian plane to illustrate the guideline JE no. for determining the configuration of the grooves according to the present invention.

17 ist eine Schnittansicht längs der Linie XII-XII von 16. 17 is a sectional view taken along the line XII-XII of 16 ,

18 ist ein Diagramm zur Erklärung der Beziehungen der Richtzahl JE No. zur Bestimmung der Ausgestaltung der Nuten bei den vorstehenden Ausführungsformen bezogen auf eine Pumphöheninstabilität und einem abnehmenden Betrag des maximalen Wirkungsgrads. 18 is a diagram for explaining the relationships of the guideline JE no. for determining the configuration of the grooves in the above embodiments with respect to a pumping height instability and a decreasing amount of the maximum efficiency.

19 ist ein Diagramm, das eine Durchsatz-Pumphöhen-Kennlinie der Turbomaschine der vorstehenden Ausführungsformen nach der Erfindung der vorliegenden Erfindung zeigt. 19 Fig. 15 is a diagram showing a flow rate pump-up characteristic of the turbomachine of the above embodiments according to the invention of the present invention.

20 zeigt in einer Blockdarstellung das Schema einer Pumpstation, bei der die Turbomaschine nach der vorliegenden Erfindung zum Einsatz kommt. 20 shows a block diagram of the scheme of a pumping station, in which the turbomachine according to the present invention is used.

21 ist ein Diagramm, das eine Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie einer Halbaxialpumpe in der Pumpstation von 20 zur Erläuterung ihrer Wirkungen zeigt. 21 FIG. 15 is a graph showing a pump-height displacement characteristic of a half-axial pump in the pumping station of FIG 20 to illustrate their effects.

22 ist eine Schnittansicht einer Halbaxialpumpe nach dem Stand der Technik. 22 is a sectional view of a Halbaxialpumpe according to the prior art.

23 ist ein Diagramm, das eine typische Druckhöhen-Durchsatz-Kennlinie der Halbaxialpumpe nach dem Stand der Technik zeigt. 23 Fig. 10 is a diagram showing a typical pressure-height-flow rate characteristic of the prior art half-axial pump.

24(a) und (b) sind Ansichten zur Erläuterung von Gehäusebearbeitungen nach dem Stand der Technik. 24 (a) and (b) are views for explaining prior art case processing.

25(a) bis (c) sind Ansichten zur Erläuterung von Trenneinrichtungen nach dem Stand der Technik. 25 (a) to (c) are views for explaining separators of the prior art.

INS EINZELNE GEHENDE BESCHREIBUNG BEVORZUGTER AUSFÜHRUNGSFORMENDETAILED DESCRIPTION PREFERRED EMBODIMENTS

Im Folgenden werden Ausführungsformen nach der vorliegenden Erfindung unter Bezug auf die beiliegenden Zeichnungen erläutert.in the Following are embodiments after of the present invention with reference to the accompanying drawings explained.

1 ist eine vergrößerte Schnittansicht einer ersten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung, beispielsweise der in 22 gezeigten Halbaxialpumpe, und insbesondere eine vergrößerte Ansicht eines Teils, der in dieser Figur von einer strichpunktierten Linie umschlossen ist. 1 FIG. 11 is an enlarged sectional view of a first embodiment of the present invention, for example, the one in FIG 22 shown Halbaxialpumpe, and in particular an enlarged view of a part which is enclosed in this figure by a dashed line.

Insbesondere wird bei der Turbomaschine nach der vorliegenden Erfindung ein Wirbel aufgrund des Rückwärtsstroms am Schaufeleinlass dadurch unterdrückt, dass zusammen mit einer Neigung des Fluiddrucks (d.h. des Druckgradienten) flache Nuten 124 auf der Strömungsfläche des Gehäuses 121 ausgebildet sind, die sich von einem Mittelabschnitt "a" (d.h. einer Endposition der Nut auf der Stromabseite) der Schaufel 122 bis zu einer Position "b" (d.h. einer Endstellung der Nut auf der Stromaufseite) erstrecken, wo die Rezirkulation bei geringem Durchsatz auftritt.Specifically, in the turbomachine of the present invention, a vortex due to the reverse flow at the blade inlet is suppressed by having shallow grooves together with an inclination of the fluid pressure (ie, the pressure gradient) 124 on the flow surface of the housing 121 formed from a central portion "a" (ie, an end position of the groove on the downstream side) of the blade 122 extend to a position "b" (ie, an end position of the groove on the upstream side) where the recirculation occurs at a low flow rate.

Dann beginnt das Fluid, dessen Druck durch die Schaufeln erhöht wird, in die Gegenrichtung in den Nuten 124 gerichtet von der Endposition "a" auf der Stromabseite zu der Endposition "b" auf der Stromaufseite zu strömen und wird in die Stelle oder den Ort eingespritzt oder ausgesprüht, wo die Rezirkulation bei niedrigem Durchsatz auftritt, wodurch die Bildung des Wirbels aufgrund der Rezirkulation sowie der Drehströmungsabriss des Laufrads verhindert wird.Then, the fluid, the pressure of which is increased by the blades, starts in the opposite direction in the grooves 124 directed to flow from the end position "a" on the downstream side to the end position "b" on the upstream side and is injected or sprayed into the location or the place where the recirculation occurs at low flow rate, whereby the formation of the vortex due to the recirculation as well the rotational flow separation of the impeller is prevented.

2 ist eine beispielsweise Darstellung, die die Wirkung der vorliegenden Erfindung (Teil 1) zeigt, insbesondere die Wirkung durch Ausbildung der Nuten. In 6 bis 9 zeigt die horizontale Achse den Fluiddurchsatz und die vertikale Achse die Pumphöhe, beide Größen dimensionslos. 2 For example, Fig. 1 is an illustration showing the effect of the present invention (part 1), particularly, the effect by forming the grooves. In 6 to 9 the horizontal axis shows the fluid flow rate and the vertical axis the pumping height, both sizes dimensionless.

Die weißen Kreise zeigen die Kennlinie von Pumphöhe/Durchsatz für den Fall, dass keine Nut in dem Gehäuse ausgebildet ist, wobei dort noch ein solches Verhalten mit einem Anstieg oder Sprung auf der rechten Seite nach der Steigerung des Durchsatzes in einem Bereich von 0,12 bis 0,14 des dimensionslosen Durchsatzes zu sehen ist.The white Circles show the characteristic of pump height / flow rate in case that no groove in the housing is formed, where there is still such a behavior with a Rise or jump on the right after the increase of the Throughput in a range of 0.12 to 0.14 of the dimensionless Throughput can be seen.

Weiße Dreiecke bzw. weiße Quadrate zeigen die Kennlinien von Pumphöhe/Durchsatz, insbesondere für die Fälle, in denen die Nuten in dem Gehäuse ausgebildet sind, wobei die weißen Dreiecke für den Fall stehen, dass 28 Nuten (N = 28) beispielsweise mit einer Breite von 5 mm und einer Tiefe von 4 mm ausgebildet sind, während die weißen Quadrate den Fall zeigen, bei welchem ebenfalls 28 Nuten ausgebildet werden, jedoch mit einer Breite von 10 mm und einer Tiefe von 2 mm.White triangles or white Squares show the characteristics of pump height / throughput, in particular for the Cases, in which the grooves in the housing are formed, with the white ones Triangles for the Case stand that 28 grooves (N = 28), for example, with a width 5 mm and a depth of 4 mm, while the white Squares show the case in which also 28 grooves formed but with a width of 10 mm and a depth of 2 mm.

Aus 2 ergibt sich, dass das Anstiegsverhalten auf der rechten Seite in dem Fall nicht gelöst oder ausgeschlossen werden kann, in welchem die Nuten mit einer Breite und Tiefe von 5 × 4 mm ausgebildet sind, jedoch vollständig in dem Fall gelöst ist, in welchem die Nuten mit einer Breite und Länge von 10 × 2 mm ausgebildet werden. Dies zeigt, dass flache und breite Nuten wirksamer als diejenigen sind, die bei ihrer Ausbildung eine größere Tiefe erhalten. 2 zeigt jedoch auch, dass, obwohl der Wirkungsgrad η aufgrund des Fluidrückstroms in den Kanälen theoretisch abnimmt, dies jedoch so gering ist, dass es praktisch nicht erkennbar ist.Out 2 it follows that the increase ver can not be solved or excluded on the right side in the case in which the grooves are formed with a width and depth of 5 × 4 mm, but completely dissolved in the case in which the grooves with a width and length of 10 × 2 mm are formed. This shows that shallow and wide grooves are more effective than those which get a greater depth in their formation. 2 However, it also shows that, although the efficiency η theoretically decreases due to the fluid backflow in the channels, it is so small that it is practically undetectable.

3 ist eine beispielsweise Darstellung, die einen weiteren Effekt der vorliegenden Erfindung (Teil 2), insbesondere den Einfluss der Länge der Nuten, zeigt. 3 For example, Fig. 4 is an illustration showing another effect of the present invention (part 2), particularly the influence of the length of the grooves.

Insbesondere ist die Kennlinie Wirkungsgrad/Durchsatz gezeigt, wenn die Endposition "a" auf der Stromabseite geändert wird, während die Endposition "b" auf der Stromauseite unter der Bedingung fest bleibt, dass die Form oder Ausgestaltung der Nuten nahezu gleich bleibt, wobei die Kennlinie um so besser, d.h. das Anstiegsverhalten auf der rechten Seite um so ge ringer ist, je niedriger die Endposition "a" auf der Stromabseite ist. Wenn sie jedoch auf der Stromabseite zu extrem wird, nimmt der Wirkungsgrad ab, da zu viel Hochdruckfluid, also mehr als nötig, abgezogen wird.Especially the efficiency / flow rate characteristic is shown when the end position "a" on the downstream side is changed, while the end position "b" on the power side on the condition that the form or design the grooves remain almost the same, the characteristic is better i.e. the rising behavior on the right side is the lower is, the lower the end position "a" is the downstream side is. However, if they are too extreme on the downstream side is the efficiency decreases, because too much high-pressure fluid, ie more than necessary, is deducted.

4 ist eine beispielsweise Darstellung, die einen anderen Effekt der vorliegenden Erfindung (Teil 3), insbesondere die Einflüsse der Tiefe und der Breite, zeigt. 4 For example, Fig. 4 is an illustration showing another effect of the present invention (Part 3), particularly the influences of depth and width.

Man sieht, dass, wenn die Nut bzw. die Anzahl der Nuten konstant gehalten wird, die Tiefe nicht viel Einfluss auf die Kennlinie von Pumphöhe/Durchsatz hat, jedoch je größer die Breite ist, desto besser die Kennlinie Pumphöhe/Durchsatz, d.h. das Anstiegsverhalten auf der rechten Seite wird.you sees that if the groove or the number of grooves kept constant The depth does not have much impact on the pump height / flow rate characteristic has, but the bigger the Width is the better the pump height / flow rate characteristic, i. the rise behavior on the right side will be.

5 ist eine beispielsweise Darstellung, die einen weiteren anderen Effekt der vorliegenden Erfindung (Teil 4) zeigt, insbesondere die Einflüsse der Tiefe und der Breite der Nuten. 5 For example, Fig. 4 is an illustration showing another other effect of the present invention (part 4), particularly the influences of the depth and the width of the grooves.

Man sieht, dass, wenn die Nuten in ihrer Ausgestaltung oder mit ihrem Profil gleich gehalten werden, die Kennlinie Druckhöhe/Durchsatz, d.h. das Anstiegsverhältnis auf der rechten Seite umso besser wird, je größer die Anzahl der Nuten ist.you sees that when the grooves in their design or with their Profile are kept the same, the pressure head / throughput curve, i.e. the rise ratio on the right side, the better the larger the number of grooves.

Daraus lassen sich die folgenden Aspekte auflisten, die in Betracht kommen, wenn die Nuten ausgelegt werden.

1. Die Position "a" der Nut an der Endposition auf der Stromabseite sollte nicht auf eine spezielle Position beschränkt werden, insbesondere soweit sie in einer Position liegt, in der das Fluid daraus abgezogen werden kann, das unter einem solchen Druck steht, dass es die Erzeugung des Wirbels aufgrund der Rezirkulation unterdrücken kann, die an der Endposition "b" auf der Stromaufseite der Nuten durch Einspritzen auftritt, es muss jedoch eine geeignete Stelle ausgewählt werden, da der Wirkungsgrad der Turbomaschine abnimmt, wenn sie sich in einer Position befindet, in welcher der hohe Druck größer als erforderlich ist.
2. Es besteht keine Notwendigkeit, die Tiefe der Nut zu vergrößern, es ist jedoch sehr wirksam, eine große Anzahl von Nuten auszubilden, die eine Breite haben, die so groß wie möglich ist.

From this, the following aspects can be enumerated that come into consideration when designing the grooves.

1. The position "a" of the groove at the end position on the downstream side should not be limited to a specific position, particularly so far as it is in a position in which the fluid can be withdrawn therefrom, which is under such a pressure that it however, the generation of the vortex due to the recirculation occurring at the end position "b" on the upstream side of the grooves by injection can be selected, but an appropriate place must be selected because the efficiency of the turbomachine decreases when it is in a position, in which the high pressure is greater than required.
2. There is no need to increase the depth of the groove, but it is very effective to form a large number of grooves having a width as large as possible.

Durch verschiedene, von den Erfindern der vorliegenden Neuerung ausgeführten Versuche hat sich ergeben, dass die Breite (W) der vorstehend erwähnten Nuten und die Anzahl (N) von ihnen vorzugsweise in einem Bereich von etwa 30% bis 50% der gesamten Umfangslänge des Gehäuses ausgewählt werden, in welchem die vorstehenden Nuten ausgebildet sind (d.h. π × D; wenn D der Durchmesser in einem Teil des Gehäuses ist, wo die vorstehenden Nuten ausgebildet werden). Obwohl die Tiefe (d) von ihnen vorzugsweise etwa 2 mm bis 4 mm bei der vorstehenden Ausführungsform beträgt, wenn der Durchmesser (D) des Gehäuses etwa 250 mm beträgt, ergibt sich daraus, dass das Verhältnis der Tiefe (d) der Nuten bezüglich des Durchmessers des Gehäuses auf einen Bereich von etwa 0,5% bis 1,6% (d/D = 0,5% bis 1,6%) eingestellt werden sollte.By various experiments carried out by the inventors of the present invention has shown that the width (W) of the above-mentioned grooves and the number (N) of them preferably in a range of about 30% to 50% of the total circumferential length of the housing are selected, in which the protruding grooves are formed (i.e., π × D, if D is the diameter in a part of the case is where the protruding grooves are formed). Although the depth (d) of them preferably about 2 mm to 4 mm in the above embodiment is, if the diameter (D) of the housing about 250 mm, it follows that the ratio of the depth (d) of the grooves in terms of the diameter of the housing adjusted to a range of about 0.5% to 1.6% (d / D = 0.5% to 1.6%) should be.

Als Nächstes wird eine zweite Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung näher erläutert. Bei der Turbomaschine nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung werden Durchflüsse oder Kanäle zur Verbindung zwischen einer Stelle an dem Einlass des Laufrads, wo die Rezirkulation stattfindet, wenn der Durchsatz niedrig ist, und einem Bereich auf der Strömungsfläche des Gehäuses vorgesehen, in welchem die Schaufeln des Laufrads in der Gradientenrichtung des Fluiddrucks liegen, um den Wirbel aufgrund der Rezirkulation am Einlass des Laufrads sowie den Drehströmungsabriss zu unterdrücken.When next a second embodiment of the present invention will be explained in more detail. at the turbomachine according to the second embodiment of the present invention Invention become flows or channels for connection between a location at the inlet of the impeller, where recirculation takes place when throughput is low, and an area on the flow area of the housing provided in which the blades of the impeller in the gradient direction the fluid pressure to the vortex due to the recirculation at the inlet of the impeller and to suppress the rotational stall.

Bei einem solchen Aufbau strömt in den Strömungskanälen, die eine Verbindung zwischen einer stromabseitigen Endposition in dem Bereich, in welchem die Schaufeln auf der Strömungsfläche des Gehäuses liegen, und einer stromaufseitigen Endposition, in der die Rezirkulation auftritt, wenn der Durchsatz gering ist, Fluid in der entgegengesetzten Richtung aus der stromabseitigen Endposition zurück zu der stromaufseitigen Endposition, so dass es in die Stelle eingespritzt wird, wo die Rezirkulation stattfindet, wenn der Durchsatz gering ist. Demzufolge strömt ein Teil des Fluids, dessen Druck durch sich selbst angehoben wurde, in der Gegenrichtung in den Strömungskanälen, die an dem Gehäuse ausgebildet sind, um an der Stelle eingespritzt zu werden, wo die Rezirkulation auftritt, wodurch die Erzeugung des Wirbels aufgrund der Vorwärtskomponente (d.h. der Komponente parallel zur Haupteinlassströ mung) der Rezirkulation am Laufradeinlass unterdrückt wird. Deshalb ist es möglich, das Anstiegsverhalten auf der rechten Seite bei der Pumphöhen-Durchsatz-Kennlinie der Turbomaschine auszuschließen.In such a construction, in the flow channels communicating between a downstream end position in the area where the blades are located on the flow surface of the housing and an upstream end position where the recirculation occurs when the flow rate is low, fluid flows in the opposite direction from the downstream end position back to the upstream end position so that it is injected into the place where the recirculation takes place when the throughput is low. As a result, a part of the fluid, the pressure of which flows through was raised in the opposite direction in the flow channels formed on the housing to be injected at the point where the recirculation occurs, whereby the generation of the vortex due to the forward component (ie, the component parallel to the Haupteinlassströ tion) Recirculation is suppressed at the impeller inlet. Therefore, it is possible to exclude the rising behavior on the right side in the pump-height-throughput characteristic of the turbomachine.

Wenn sie jedoch wie vorstehend erwähnt gebaut ist, ist der spanende Prozess der Nuten schwierig, was nachstehend ausgeführt wird. Die Nuten sind nämlich in Richtung des Hauptgradienten des Fluiddrucks vorgesehen, und die einfachste Ausgestaltung oder Form ist eine geradlinige, wobei eine Mittellinie der Nut in Axialrichtung fluchtend ausgerichtet wird. Die Nuten sind jedoch an der Innenwand (d.h. der Strömungsfläche) des Gehäuses auf der dem Laufrad gegenüberliegenden Seite vorgesehen und so ausgebildet, dass sie von der Gehäusewand aus versenkt sind. Wenn man versucht, solche Nuten mit einem Werkzeug spanend zu bearbeiten, muss, da die Ränder der Nuten an beiden Enden (d.h. der Stromauf- und Stromabseite) in der Form Sackenden sind, das Werkzeug an den Enden angehalten werden, wenn das Einschneiden durch Verschieben des Werkzeugs längs der Mittellinie der Nut erfolgt. Deshalb kommen Nachteile in Betracht, dass der Wirkungsgrad der spanenden Bearbeitung extrem verringert wird, dass für die spanende Bearbeitung viel Zeit erforderlich ist und dass dies zu einer Erhöhung der Herstellungskosten führt.If However, as mentioned above is built, the cutting process of the grooves is difficult, which is below accomplished becomes. The grooves are namely provided in the direction of the main gradient of the fluid pressure, and the simplest configuration or form is a straight line, being a center line of the groove is aligned in the axial direction in alignment. However, the grooves are on the inner wall (i.e., the flow surface) of the housing on the opposite side of the wheel Side provided and designed so that it from the housing wall sunk from. If you try such grooves with a tool Machining must, since the edges of the grooves at both ends (i.e., the upstream and downstream sides) in the form of sack ends, the tool can be stopped at the ends when cutting in by moving the tool along the center line of the groove he follows. Therefore, disadvantages come into consideration that the efficiency The machining is extremely reduced that for the cutting Processing a lot of time is required and that this will increase the Production costs leads.

Zur Verbesserung dieser Aspekte wird nach der vorliegenden Erfindung Folgendes vorgeschlagen:

(1) Die Bodenfläche der Nut wird an die Höhe der Fläche der Gehäuseinnenwand (d.h. die Strömungsfläche) so angepasst, dass auch dann kein Problem auftritt, wenn das Werkzeug über das Ende der Nut während des spanenden Bearbeitungsprozesses der Nut hinausgeht. Die Schaufel wird in einer Stufenform ausgeführt, bei der sich die Höhe der Schaufel, die den Höhen der Nuten von dem den Nuten gegenüberliegenden Teil entspricht, von denen des den Nuten nicht gegenüberliegenden Teils unterscheidet, so dass sie dem konvexen Abschnitt der Nuten entspricht.
(2) Der Gehäuseteil, in dem die Nuten ausgebildet werden, ist von dem anderen Teil/den anderen Teilen getrennt. Durch Vornahme des getrennten Aufbaus ist es möglich, die Nuten leicht spanend zu bearbeiten.

To improve these aspects, the following is proposed according to the present invention:

(1) The bottom surface of the groove is adjusted to the height of the surface of the housing inner wall (ie, the flow surface) so that no problem occurs even if the tool goes beyond the end of the groove during the machining process of the groove. The bucket is carried out in a step shape in which the height of the bucket corresponding to the heights of the grooves from the part opposite to the grooves differs from that of the part not facing the grooves so as to correspond to the convex portion of the grooves.
(2) The housing part in which the grooves are formed is separated from the other part (s). By performing the separate construction, it is possible to easily machine the grooves.

Um die Turbomaschine, die eine Pumphöhe-Durchsatz-Kennlinie ohne ein Anstiegsverhalten auf der rechten Seite hat, auch bei einer Turbomaschine zu erhalten, die ein Laufrad in geschlossener Bauweise mit einem Deckband darum herum erhält, wird Folgendes vorgeschlagen.Around the turbomachine, which has a pumping height throughput characteristic without has a sleeper on the right, even one Turbomachine to obtain an impeller in a closed design with a shroud around it, the following is suggested.

Das Deckband wird nur an dem Schaufelteil entfernt, an dem die Rezirkulation in dem Einlassabschnitt des Laufrads in geschlossener Bauweise auftritt, während sie stromabseitig beibehalten wird, um das Laufrad so zu haben, dass es das Deckband darum herum aufweist. An einem Teil der Gehäuseinnenwand wird in der Richtung des Druckgradienten gegenüber dem Teil des Laufrads ohne umlaufendes Deckband die Vielzahl von Nuten ausgebildet.The Shroud is removed only on the blade part at which the recirculation occurs in the inlet section of the impeller in a closed design, while it is maintained downstream so as to have the impeller so that it has the shroud around it. On a part of the housing inner wall is in the direction of the pressure gradient relative to the part of the impeller without circumferential shroud formed the plurality of grooves.

Nachstehend werden konkrete Ausführungsformen der vorliegenden Erfindung unter Bezugnahme auf die beiliegenden Zeichnungen näher erläutert.below become concrete embodiments of the present invention with reference to the attached Drawings closer explained.

6 zeigt ein Beispiel der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. In 7 ist eine Schnittansicht II-II von 6 gezeigt. 6 shows an example of the second embodiment of the present invention. In 7 is a sectional view II-II of 6 shown.

An einer Innenwand 2a (d.h. der Strömungsfläche) sind, wenn der Strömungskanal des Gehäuses 2 ein Laufrad in offener Bauweise aufweist, insbesondere bei einer Halbaxialpumpe, die Nuten in Axialrichtung ausgebildet. Die Nut ist mit einem konvexen Teil 3a mit einer Höhe D, der von der Innenwand 2a des Gehäuses vorsteht, und mit einem konkaven Abschnitt 3b mit einer Höhe gebaut, die gleich der der Innenwand 2a ist. Die Breite (W) und die Anzahl (N) betragen beispielsweise etwa D/W = 0,05 bis 0,3 bzw. N = 25 bis 100. Bei der Pumpe mit einem Laufraddurchmesser von 300 mm bis 4500 mm beträgt beispielsweise die Breite (W) etwa 5 mm bis 150 mm, und besonders bevorzugt 8 mm bis 30 mm, während die Höhe (Tiefe) der Nuten etwa das 0,1- bis 0,3-fache der Breite der entsprechenden Nuten, beispielsweise etwa 0,5 mm bis 30 mm, besonders bevorzugt etwa 1,5 mm bis 6 mm beträgt. Die Schaufel des Laufrads wird mit einer solchen Form in der Höhe hergestellt, dass eine Entfernung δ an der Schaufelspitze für das normale Laufrad in offener Bauweise beibehalten werden kann, insbesondere in der Form auf der Meridianebene, die den konvexen Abschnitt der Nuten auf einer stationären Seite enthält.On an inner wall 2a (ie the flow area) are when the flow channel of the housing 2 has an impeller in an open design, especially in a Halbaxialpumpe, the grooves formed in the axial direction. The groove is with a convex part 3a with a height D from the inner wall 2a of the housing protrudes, and with a concave section 3b built with a height equal to that of the inner wall 2a is. The width (W) and the number (N) are for example about D / W = 0.05 to 0.3 or N = 25 to 100. For example, in the pump with an impeller diameter of 300 mm to 4500 mm, the width ( W) about 5 mm to 150 mm, and more preferably 8 mm to 30 mm, while the height (depth) of the grooves about 0.1 to 0.3 times the width of the corresponding grooves, for example about 0.5 mm to 30 mm, more preferably about 1.5 mm to 6 mm. The blade of the impeller is made in such a shape in height that a distance δ at the blade tip for the normal impeller can be maintained in an open design, in particular in the form on the meridian plane, the convex portion of the grooves on a stationary side contains.

Wenn die Pumpe in dieser Bauweise in dem Bereich mit geringem Durchsatz betrieben wird, strömt das Fluid, dessen Druck durch die Schaufeln erhöht wurde, in der Nut 3 zurück, wobei es von der Endposition "a" auf der Stromabseite zur Endseite "b" auf der Stromauseite geleitet wird, und wird an der Stelle der Rezirkulation injiziert, die auftritt, wenn der Durchsatz niedrig ist, wodurch die Erzeugung des Wirbels aufgrund der Vorwärtskomponente der Rezirkulation an der Stelle, an der die Rezirkulation auftritt, verhindert wird. Als Folge ist die Pumphöhe/Förderleistungs-Kennlinie von dem auf der rechten Seite ansteigenden Abschnitt befreit, so dass sich eine stabile Kurve ohne das Anstiegsverhalten auf der rechten Seite ergibt. Der vorstehend erwähnte Aufbau hat den Vorteil, dass die Herstellung der Nuten leicht ausgeführt werden kann. Der Grund dafür besteht darin, dass der konvexe Abschnitt 3a der Nuten sich von der Wandfläche 2a am Ende der Nut aus erstreckt und dass ferner der konkave Abschnitt 3b der Nuten sich auf der gleichen Höhe der Wandfläche an dem Ende befindet, wodurch das Werkzeug am Endrand der Nuten bei deren Bearbeitung anhaltend durchlaufen kann, insbesondere bei dem spanenden Prozess, so dass der Wirkungsgrad der spanenden Bearbeitung verbessert werden kann.When the pump is operated in this construction in the low flow area, the fluid whose pressure has been increased by the blades flows in the groove 3 returning it from the end position "a" on the downstream side to the end side "b" on the downstream side, and is injected at the position of recirculation occurring when the flow rate is low, whereby generation of the vortex due to the forward component the recirculation at the point where the recirculation occurs is prevented. As a result, the pumping height / flow rate characteristic is from the right side Increasing section freed, so that there is a stable curve without the rising behavior on the right side. The above-mentioned construction has the advantage that the production of the grooves can be carried out easily. The reason for this is that the convex section 3a the grooves extend from the wall surface 2a extends at the end of the groove and that further the concave portion 3b the grooves are located at the same height of the wall surface at the end, whereby the tool at the end edge of the grooves during their processing can continuously pass through, in particular in the machining process, so that the efficiency of the machining can be improved.

Eine (erste) Abänderung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 8 gezeigt. Bei diesem Beispiel ist das Gehäuse 2 auf der stationären Seite mit einem die Nuten aufweisenden Gehäusefutter 2c und mit stationärseitigen Gehäusefuttern 2d und 2e ohne die Nuten versehen, wobei die stationärseitigen Gehäusefutter 2c, 2d und 2e als getrennte Elemente in Axialrichtung angeordnet sind. Bei diesem Aufbau muss die spanende Ausbildung der Nuten 3 nur an dem Gehäusefutter, das mit solchen Nuten zu versehen ist, als ein Teil ausgeführt werden, während der Endrandabschnitt der Nuten offen ist, wodurch der Wirkungsgrad der spanenden Bearbeitung weiter verbessert werden kann.A (first) modification according to the second embodiment of the present invention is in 8th shown. In this example, the housing is 2 on the stationary side with a housing lining having the grooves 2c and with stationary housing nuts 2d and 2e provided without the grooves, wherein the stationary-side housing lining 2c . 2d and 2e are arranged as separate elements in the axial direction. In this construction, the cutting formation of the grooves 3 only on the case chuck to be provided with such grooves, as a part, while the end edge portion of the grooves is open, whereby the efficiency of the machining can be further improved.

Eine weitere (zweite) Abänderung der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 9 gezeigt. Bei diesem Beispiel ist das Gehäuse 2 auf der stationären Seite ebenfalls mit einem die Nuten aufweisenden, stationärseitigen Gehäusefutter 2c gebaut, während die stationärseitigen Gehäusefutter 2d und 2f keine Nuten aufweisen, wobei das stationärseitige Gehäusefutter 2c mit den Nuten als getrenntes Element ausgeführt ist, das von dem stationärseitigen Gehäusefutter 2f ohne Nuten in Radialrichtung geteilt ist. Bei diesem Beispiel kann ebenfalls nur das Gehäuse mit den Nuten als ein Teil bei der spanenden Herstellung der Nuten 3 bearbeitet werden, und der Endrandabschnitt der Nuten ist offen, wodurch der Wirkungsgrad der spanenden Bearbeitung weiter verbessert werden kann.Another (second) modification of the second embodiment of the present invention is in 9 shown. In this example, the housing is 2 on the stationary side also with a grooved, stationary housing lining 2c built while the stationary-side housing lining 2d and 2f have no grooves, wherein the stationary-side housing lining 2c is executed with the grooves as a separate element that of the stationary-side housing lining 2f divided without grooves in the radial direction. Also in this example, only the housing with the grooves as a part in the machining of the grooves 3 are machined, and the end edge portion of the grooves is open, whereby the efficiency of the machining can be further improved.

Ein Beispiel der Ausgestaltung der Nuten nach der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 10 gezeigt. Bei diesem Beispiel ist ein Anfangsende der Nut 3, das sich auf der Stromabseite des Laufrads 1 befindet, nur mit einem Winkel θ in der Drehrichtung des Laufrads von der Richtung der Pumpachse aus geneigt. Bei einem solchen Aufbau wird in dem Bereich mit niedrigem Durchsatz, wo die Instabilität in der Pumphöhe/Förderleistungs-Kennlinie auftritt, die Rezirkulation, d.h. der Rückstrom vom Laufrad an der Stromaufseite durch die Nuten 3, insbesondere eine zirkulierende Komponente davon, unterdrückt, wodurch die Wirbelkomponente in der Hauptströmung, die in das Laufrad strömt, verringert wird. Dementsprechend wird die Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie, die das Laufrad theoretisch liefern kann, nicht abgesenkt, so dass eine stabile Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie erreicht werden kann. Beim Durchsatz in der Nähe des Schließpunktes jedoch erreicht der Rückstrom der Rezirkulation weiter zur Stromaufseite als der vorstehend erwähnte Rezirkulationsbereich. Die Richtung der Nuten verläuft an dieser Stelle jedoch nicht in Richtung der Pumpachse, sondern ist mit dem Winkel θ in Drehrichtung des Laufrads geneigt. Dadurch wird dem Rückstrom, der die Nähe des Ausgangsendes der Nuten erreicht, eine Wirbelkomponente in Richtung der Nuten erteilt, d.h. in Drehrichtung des Laufrades, und durch diesen Rückstrom wird die Wirbelkomponente auch in geringem Maße dem Fluid erteilt, das in das Laufrad strömt. Somit fällt die Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie, die das Laufrad theoretisch liefern kann, verglichen mit dem Fall ab, in welchem die Nuten parallel zur Pumpachse ausgebildet sind, und demzufolge fällt auch eine axiale Bewegungsleistung, die für das Drehen des Laufrads verbraucht wird, ab, wodurch sich für das Schließen eine Reduzierung der axialen Bewegungsleistung ergibt. Auf diese Weise ist es mit der Ausgestaltung der in 10 gezeigten Nuten möglich, nicht nur die Stabilität der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie, sondern auch eine Reduzierung der axialen Bewegungsleistung für das Schließen zu erreichen, wodurch man eine Halbaxialpumpe mit überlegenen Eigenschaften erhält.An example of the configuration of the grooves according to the second embodiment of the present invention is shown in FIG 10 shown. In this example, a beginning end of the groove 3 , located on the downstream side of the impeller 1 is inclined only at an angle θ in the direction of rotation of the impeller from the direction of the pumping axis. With such a structure, in the low flow area where the instability in the pump height / flow characteristic occurs, the recirculation, ie, the return flow from the impeller on the upstream side, is caused by the grooves 3 , in particular a circulating component thereof, suppressing, whereby the vortex component in the main flow flowing in the impeller is reduced. Accordingly, the pump-up flow rate characteristic which can theoretically provide the impeller is not lowered, so that a stable pump-height flow rate characteristic can be achieved. However, at the flow rate near the closing point, the return flow of the recirculation reaches the upstream side further than the above-mentioned recirculation range. However, the direction of the grooves at this point is not in the direction of the pump axis, but is inclined at the angle θ in the direction of rotation of the impeller. Thereby, the return flow, which reaches the vicinity of the output end of the grooves, a vortex component in the direction of the grooves granted, ie. In the direction of rotation of the impeller, and by this return flow, the vortex component is also given a small amount of fluid flowing into the impeller. Thus, the pump-height flow rate characteristic which can theoretically provide the impeller drops as compared with the case where the grooves are formed parallel to the pump axis, and accordingly, an axial motive power consumed for rotating the impeller also drops , which results in a reduction of the axial movement performance for closing. In this way it is with the embodiment of in 10 shown grooves, not only to achieve the stability of the pumping height conveying performance characteristic, but also to achieve a reduction of the axial movement performance for the closing, thereby obtaining a Halbaxialpumpe with superior properties.

Eine weitere (dritte) Abänderung gemäß der zweiten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung ist in 11 gezeigt. Bei diesem Beispiel wird verglichen mit den vorstehend erwähnten Beispielen eine weitere Bearbeitung vorgenommen, was zu den folgenden Verbesse rungen führt. Insbesondere wird bei der Ausgestaltung auf der Meridianfläche der konvexe Abschnitt 3a der Nut 3 größer ausgeführt als die Ausgestaltung des Strömungskanals des stationärseitigen Gehäusefutters 2f, ohne dass sich die Nuten in die vorhandene Saugseite im Abstand in Radialrichtung von der Drehmitte der Pumpe erstrecken. Die Ausgestaltung der Spitze des Laufrads (d.h. die Form an der Deckbandseite), die dem Teil der Nuten gegenüberliegt, ist so festgelegt, dass geeignete Öffnungen oder Räume zwischen den Nuten 3 jeweils an dem stationärseitigen Gehäusefutter 2c und zwischen dem stationärseitigen Gehäusefutter 2f gebildet werden. Insbesondere ist in dem Strömungskanal auf der Meridianebene jede Schaufel des Laufrads so gebaut, dass ihre Höhe auf der Stromabseite in der Nähe des Endes "a" der Nut um δ2 kleiner als auf der Stromaufseite ist. Wenn die Turbomaschine mit diesem Aufbau in dem Bereich mit niedrigem Durchsatz betrieben wird, können die folgenden Vorteile erhalten werden. In dem Bereich mit niedrigem Durchsatz, wo die Instabilität bei der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie auftritt, wenn keine Nut ausgebildet ist, tritt die Rezirkulation 4 in der Strömung auf, wie es in 11 gezeigt ist. Wegen des Vorhandenseins des vorstehend erwähnten stufenförmigen Abschnitts δ2 wird in diesem Fall die Rezirkulation 4 durch den stufenförmigen Abschnitt an der Spitzenseite der Schaufel unterbrochen, wodurch ihr Eindringen in die Stromabseite verhindert wird. Da bei einer solchen vorstehend erwähnten Pumpe der Rückstrom von einem großen Durchsatz aus beginnt, wird somit der Abfall in dem instabilen Teil der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie im Ausmaß gering, wodurch die Stabilisierung der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie wesentlich stärker verwirklicht werden kann. Insbesondere kann die Instabilität der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie auch in dem Fall verringert werden, in welchem keine Nuten 3 ausgebildet sind, sowie in dem Fall, in welchem die Nuten 3 vorgesehen sind, und die Instabilität der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie (d.h. das Anstiegsverhalten auf der rechten Seite der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie) kann mit Sicherheit ausgeschlossen werden. Ferner wird der konvexe Abschnitt 3a, der das Ausgangsende 3b der Nut 3 bildet, in einer geneigten Richtung ausgeführt. Dieses Ausgangsende 2b ist in der Nähe des Abschnitts vorgesehen, an dem der Strömungskanal aus dem Abschnitt heraus parallel zur Achse des Gehäuses 2 in Richtung des Außendurchmessers geführt wird.Another (third) modification according to the second embodiment of the present invention is in 11 shown. In this example, further processing is performed as compared with the above-mentioned examples, resulting in the following improvements. In particular, in the embodiment on the meridian surface, the convex portion 3a the groove 3 made larger than the configuration of the flow channel of the stationary housing housing 2f without the grooves extending into the existing suction side at a distance in the radial direction from the center of rotation of the pump. The configuration of the tip of the impeller (ie, the shape on the shroud side) that faces the part of the grooves is set so that suitable openings or spaces between the grooves 3 in each case on the stationary housing lining 2c and between the stationary housing lining 2f be formed. Specifically, in the meridian plane flow channel, each blade of the impeller is constructed so that its height on the downstream side near the end "a" of the groove is smaller by δ2 than on the upstream side. If the turbomachine of this construction is operated in the low flow range, the fol advantages are obtained. In the low-flow area where the instability in the pump-height flow rate characteristic occurs when no groove is formed, the recirculation occurs 4 in the flow, as it is in 11 is shown. In this case, because of the presence of the above-mentioned step-shaped portion δ2, the recirculation becomes 4 interrupted by the stepped portion on the tip side of the blade, whereby its penetration into the downstream side is prevented. Thus, in such a pump mentioned above, since the return flow starts from a large flow rate, the decrease in the unstable part of the pumping height flow rate characteristic becomes small, whereby the stabilization of the pumping height flow rate characteristic can be realized much more. In particular, the instability of the pump-height flow rate characteristic can be reduced even in the case where no grooves 3 are formed, as well as in the case in which the grooves 3 are provided, and the instability of the pump-height flow rate characteristic (ie, the rising behavior on the right side of the pump-height flow rate characteristic) can be securely excluded. Further, the convex portion becomes 3a , the end of the output 3b the groove 3 forms, executed in a tilted direction. This exit end 2 B is provided near the portion where the flow channel out of the portion parallel to the axis of the housing 2 is guided in the direction of the outer diameter.

Als Nächstes wird eine dritte Ausführungsform erläutert, bei der die vorliegende Erfindung bei einer Halbaxialpumpe in geschlossener Bauweise zur Anwendung gelangt.When next becomes a third embodiment explains in which the present invention in a Halbaxialpumpe in closed Construction used.

12 zeigt ein Beispiel der vorliegenden Erfindung, während 13 den Schnitt VIII-VIII von 12 zeigt. 12 shows an example of the present invention, during 13 Section VIII-VIII of 12 shows.

An dem geschlossen gebauten Laufrad 1 der Halbaxialpumpe ist ein um es herumgehendes Deckband 1a vorgesehen. Dieses Deckband 1a ist in der Nähe des Einlasses 1c des Laufrads nicht vorgesehen, für das das Laufrad ein Laufrad in halboffener Bauweise ist, das das Deckband teilweise aufweist. An dem ganz innen liegenden Durchmesser des Deckbands ist ein Mundringabschnitt 1b und an einer Innenfläche des Gehäuses auf der stationären Seite ein Gehäuseringabschnitt 5 vorgesehen. Zwischen dem Mündungsringabschnitt 1b und dem Gehäuseringabschnitt 5 ist ein Dichtungsabschnitt der Drehachse 3 ausgebildet. An der Innenwand (d.h. der Strömungsfläche) 2a des Gehäuses ist auf der stationären Seite gegenüberliegend zu den Schaufeln an dem Abschnitt, wo kein Deckband herum vorgesehen ist, wie in 13 gezeigt, eine Vielzahl der Nuten 3 ausgebildet, die mit gleichem Abstand in Axialrichtung ausgerichtet sind. Das Ende a auf der Stromabseite der Nut befindet sich ein bisschen an einer Eintrittsposition in die Stromabseite vom vorderen Rand der Schaufel aus (d.h. die Position angrenzend an den Mundringabschnitt in der Nähe des Einlasses 1c des Laufrads), während sich ihre Endposition b auf der Stromauseite weiter stromaufseitig als die Schaufeln des Laufrads befindet. Ein Abschnitt 2g des Gehäuses 2, der der einen Endfläche 1d des Deckbandes des Laufrads gegenüberliegt, ist in der Position vorgesehen, die die gleiche ist wie die stromabseitige Endposition a der Nut 3 in Axialrichtung. Die Oberfläche 2g des Gehäuses 2 in einer zu seiner Achse senkrechten Richtung und die Endfläche 1d des Deckbandes sind mit der Öffnung δ1 in Axialrichtung dazwischen angeordnet.At the closed wheel 1 the half-axial pump is a shroud going around it 1a intended. This shroud 1a is near the inlet 1c the impeller is not provided, for which the impeller is an impeller in half-open design, which has the shroud partially. At the very inside diameter of the shroud is a mouth ring section 1b and a housing ring portion on an inner surface of the housing on the stationary side 5 intended. Between the mouth ring section 1b and the housing ring portion 5 is a sealing portion of the rotation axis 3 educated. On the inner wall (ie the flow area) 2a of the housing is on the stationary side opposite the blades at the portion where no shroud is provided around, as in FIG 13 shown a variety of grooves 3 formed, which are aligned at the same distance in the axial direction. The end a on the downstream side of the groove is located slightly at an entry position in the downstream side from the front edge of the blade (ie, the position adjacent to the mouth portion near the inlet 1c the impeller) while its end position b on the downstream side is further upstream than the blades of the impeller. A section 2g of the housing 2 , the one end surface 1d of the shroud of the impeller is provided in the position which is the same as the downstream end position a of the groove 3 in the axial direction. The surface 2g of the housing 2 in a direction perpendicular to its axis and the end surface 1d of the shroud are arranged with the opening δ1 in the axial direction therebetween.

Wenn die Pumpe mit einem solchen Aufbau im Bereich mit niedrigem Durchsatz betrieben wird, tritt, wie in 12 gezeigt, die Rezirkulation, d.h. der Rückstrom, auf. Ein Teil des Stroms 6 strömt in Rückwärtsrichtung in den Nuten 4 von der stromabseitigen Endposition a zur stromaufseitigen Endposition b, da jedoch die Nuten in Axialrichtung der Pumpe ausgebildet sind, hat der in den Nuten strömende Rückstrom keine Komponente, die in der Drehrichtung des Laufrads dreht. Dadurch wird der in den Nuten strömende Rückstrom zur Stromaufseite hin in die Stelle injiziert, an der die Rezirkulation 6 bei niedrigem Durchsatz auftritt, wodurch die Erzeugung des Wirbels aufgrund der Vorwärtskomponente der Rezirkulation am Einlass des Laufrads sowie die Erzeugung eines Drehströmungsabrisses unterdrückt werden können. Es wird nämlich die Wirbelkomponente in dem Rezirkulationsfluid, das stromaufseitig rückwärts fließt, durch den aus den Nuten eingespritzten Strom geschwächt, so dass der Wirbel in dem in das Laufrad strömende Fluid klein wird. Deshalb ist die Verringerung der theoretischen Pumphöhe gering, wodurch die Stabilität bei der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie erreicht wird.If the pump is operated with such a construction in the low flow range, occurs as in 12 shown, the recirculation, ie the return current, on. Part of the stream 6 flows in the reverse direction in the grooves 4 from the downstream end position a to the upstream end position b, however, since the grooves are formed in the axial direction of the pump, the return flow flowing in the grooves has no component rotating in the rotational direction of the impeller. Thereby, the return current flowing in the grooves is injected to the upstream side in the place where the recirculation 6 occurs at a low flow rate, whereby the generation of the vortex due to the forward component of the recirculation at the inlet of the impeller and the generation of a rotational flow break can be suppressed. Namely, the vortex component in the recirculation fluid, which flows backward upstream, is weakened by the current injected from the grooves, so that the vortex in the fluid flowing into the impeller becomes small. Therefore, the reduction of the theoretical pumping height is small, whereby the stability in the pumping height flow characteristic is achieved.

Da es bei der vorliegenden Ausführungsform möglich ist, den Wirbel in dem in das Laufrad strömenden Fluid mit Hilfe einer geringen Fluidmenge zu unterdrücken, die durch die Nut 3 strömt, wird die Pumphöhe, die sich theoretisch durch das Laufrad ableiten lässt, vergrößert, und die Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie kann von dem instabilen Abschnitt befreit werden, wodurch ihre Stabilität erreicht wird. Bei der vorliegenden Ausgestaltung ist es auch mit dem geschlossen gebauten Laufrad mit dem Deckband darum herum möglich, die Stabilität der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie durch Vorsehen der Nuten 3 in dem Gehäuse 2 zu erreichen, d.h. die Pumphöhen-Förderleistung-Kennlinie zeigt ein auf der rechten Seite kontinuierlich abfallendes Verhalten, so dass es möglich ist, eine Pumpkennlinie zu erhalten, die stabil ist.In the present embodiment, since it is possible to suppress the vortex in the fluid flowing into the impeller by means of a small amount of fluid passing through the groove 3 flows, the pumping height, which theoretically can be derived by the impeller, is increased, and the pumping-height conveying capacity characteristic can be freed from the unstable portion, whereby its stability is achieved. In the present embodiment, it is also possible with the closed-end impeller with the shroud around it, the stability of the pumping height flow characteristic by providing the grooves 3 in the case 2 to achieve, that is, the pumping height flow characteristic shows a continuously decreasing on the right side behavior, so that it is possible to obtain a pumping characteristic that is stable.

14 zeigt eine (erste) Abänderung der dritten Ausführungsform nach der vorliegenden Erfindung. Das Gehäuse 2 ist mit den Gehäusefuttern 2c, 2d und 2e gebaut, die in Axialrichtung unterteilt sind, und die Nuten 3 sind in dem Gehäusefutter 2c ausgebildet, das am Einlassabschnitt des Laufrads vorgesehen ist. Die Nuten 3 sind genauso gestaltet wie bei den vorstehend erwähnten jeweiligen Beispielen. Nach diesem Beispiel ist es auch möglich, die Nuten 3 mit Hilfe des Werkzeugs leicht spanend herzustellen, da die Nuten 3 an beiden Enden offen sind. 14 shows a (first) modification of the third embodiment of the present invention. The housing 2 is with the housing nuts 2c . 2d and 2e built, which are divided in the axial direction, and the grooves 3 are in the case lining 2c formed, which is provided at the inlet portion of the impeller. The grooves 3 are the same as in the respective examples mentioned above. After this example it is also possible to use the grooves 3 easy to make with the help of the tool, as the grooves 3 are open at both ends.

15 zeigt eine weitere (zweite) Abänderung der dritten Ausführungsform der vorliegenden Erfindung. Das Gehäuse 2 ist mit den Gehäusefuttern 2c, 2d, 2e und 2f versehen, die in Axialrichtung geteilt sind. Ferner sind die Gehäusefutter 2c und 2f in Radialrichtung geteilt. Die Nuten 3 sind in dem Gehäusefutter 2f an der Innendurchmesserseite ausgebildet, die am Einlassabschnitt des Laufrads vorgesehen ist. Bei diesem Beispiel werden die Nuten 3 ebenfalls in der gleichen Ausgestaltung wie bei den jeweiligen vorher erwähnten Beispielen ausgeführt. Da bei diesem Beispiel das Gehäusefutter 2f, in welchem die Nut 3 ausgebildet ist, kleiner als der in 14 gezeigte Teil 2c ausgeführt werden kann, ist es somit möglich, die Nuten 3 mit Hilfe des Werkzeugs leichter spanend herzustellen. 15 shows another (second) modification of the third embodiment of the present invention. The housing 2 is with the housing nuts 2c . 2d . 2e and 2f provided, which are divided in the axial direction. Furthermore, the housing lining 2c and 2f divided in the radial direction. The grooves 3 are in the case lining 2f formed on the inner diameter side, which is provided at the inlet portion of the impeller. In this example, the grooves become 3 also in the same embodiment as in the respective aforementioned examples. As in this example, the housing lining 2f in which the groove 3 is formed smaller than the one in 14 shown part 2c can be performed, it is thus possible, the grooves 3 easier to cut using the tool.

Obwohl die Erläuterung für eine Halbaxialpumpe in geschlossener Bauweise bei den vorstehend erwähnten Ausführungsformen erfolgte, kann die vorliegende Erfindung auch bei anderen Turbomaschinen zur Anwendung gelangen, beispielsweise einer Zentrifugalpumpe, einem Halbaxialluftgebläse, einem Halbaxialkompressor usw., wobei jede Maschine ein Laufrad in offener Bauweise oder geschlossener Bauweise haben kann.Even though the explanation for one Semi-axial pump in a closed design in the above-mentioned embodiments The present invention can also be applied to other turbomachinery come to the application, such as a centrifugal pump, a Semi-axial fan, one Halbaxialkompressor etc., whereby each machine an impeller in open Construction or closed construction may have.

Anhand von 16 bis 19 wird als Nächstes eine bevorzugte Ausgestaltung der Nuten 3 der jeweiligen Beispiele erläutert.Based on 16 to 19 Next, a preferred embodiment of the grooves 3 the respective examples explained.

Anhand von verschiedenen Versuchsergebnissen hat man die Ausgestaltung der Nuten 3 untersucht, die dahingehend bevorzugt sind, dass das Anstiegsverhalten an der rechten Seite insbesondere in der Druckhöhen-Durchsatz-Kennlinie der Turbomaschine ausgeschlossen sowie der Abfall im Wirkungsgrad unterdrückt wird. Es findet sich die folgende Richtzahl (die nachstehend mit "JE No." bezeichnet ist), die sich auf eine geeignete Ausgestaltung dieser Nuten bezieht.On the basis of different test results one has the design of the grooves 3 investigated, which are preferred in that the rising behavior on the right side in particular in the pressure altitude-throughput characteristic of the turbomachine excluded and the drop in efficiency is suppressed. There is the following guide number (hereinafter referred to as "JE No.") which relates to a suitable configuration of these grooves.

Die Richtzahl JE No. kann durch folgende Gleichung definiert werden: JE No. = WR × VR × WDR × DLDRwobei WR ein Breitenverhältnis in Form eines Wertes, der durch Teilen eines Gesamtwertes der Nutbreiten W durch eine Umfangslänge des Gehäuses erhalten wird. Deshalb WR = (Anzahl der Nuten N × Nutenbreite W)/(mittlere Umfangslänge des Gehäuses an dem Abschnitt, an dem die Nuten ausgebildet sind), wobei die mittlere Umfangslänge des Gehäuses beispielsweise durch Bezug auf 16 zu π × (Einlassdurchmesser des Gehäuses Dc1 + Auslassdurchmesser des Gehäuses Dc2/2) erhalten werden kann.The guideline number JE no. can be defined by the following equation: JE No. = WR × VR × WDR × DLDR where WR is a width ratio in the form of a value obtained by dividing a total value of the groove widths W by a circumferential length of the housing. Therefore, WR = (number of grooves N x groove width W) / (average circumferential length of the housing at the portion where the grooves are formed), wherein the average circumferential length of the housing, for example, by reference to 16 to π × (inlet diameter of the case Dc1 + outlet diameter of the case Dc2 / 2) can be obtained.

VR ist ein Volumenverhältnis in Form eines Wertes, der durch Teilen eines Gesamtvolumens der Nuten durch ein Volumen des Laufrads erhalten wird. So bedeutet VR = Gesamtvolumen der Nuten/Volumen des Laufrads. Das Gesamtvolumen der Nuten kann hier durch Anzahl der Nuten N × Nutenlänge L × Nutenbreite W × Nutentiefe D erhalten werden, während das Volumen des Laufrads sich aus Einlassfläche des Laufrads × Axialrichtungslänge der Spitze des Laufrads Li ergibt. Die Einlassfläche des Laufrads erhält man aus dem Einlassdurchmesser Dil des Laufrads. Die Nutenlänge L ist in 16 L1 + L2.VR is a volume ratio in the form of a value obtained by dividing a total volume of the grooves by a volume of the impeller. Thus, VR = total volume of the grooves / volume of the impeller. The total volume of the grooves can be obtained here by the number of grooves N × groove length L × groove width W × groove depth D, while the volume of the impeller results from inlet area of the impeller × axial direction length of the tip of the impeller Li. The inlet area of the impeller is obtained from the inlet diameter Dil of the impeller. The groove length L is in 16 L1 + L2.

WDR ist ein Breite-Tiefe-Verhältnis und ergibt sich zu WDR = Nutenbreite W/Nutentiefe D.WDR is a width-depth ratio and results in WDR = groove width W / groove depth D.

DLDR ist ein Verhältnis zwischen einer Länge der Nut und ihrer Tiefe stromab vom Laufradeinlass und ergibt sich zu DLDR = Nutenlänge L1 stromab von der Laufradspitze/Nutentiefe D unter Bezug auf 17.DLDR is a ratio between a length of the groove and its depth downstream of the impeller inlet, and results in DLDR = groove length L1 downstream of the impeller tip / groove depth D with reference to FIG 17 ,

18 zeigt die Versuchsergebnisse unter Verwendung der vorstehenden JE No. In der Figur zeigt die horizontale Achse JE No. Die vertikale Achse zeigt links die Pumphöheninstabilität (%) und ist durch die folgende Gleichung definiert, die eine an dem instabilen Abschnitt der Pumphöhen-Durchsatz-Kennlinie verringerten Betrag anzeigt und durch ein Verhältnis zwischen dem abnehmenden Betrag ΔΨ₀, wenn keine Nut ausgebildet ist, und dem abnehmenden Betrag ΔΨ dargestellt wird, wenn die Nuten ausgebildet sind. Pumphöheninstabilität (%) = (ΔΨ/ΔΨ0) × 100 18 shows the test results using the above JE No. In the figure, the horizontal axis JE no. The vertical axis on the left shows the pumping height instability (%) and is defined by the following equation indicating an amount reduced at the unstable portion of the pumping-height flow rate characteristic and a ratio between the decreasing amount ΔΨ ₀ when no groove is formed. and the decreasing amount ΔΨ when the grooves are formed. Pumphoe instability (%) = (ΔΨ / ΔΨ 0 ) × 100

Jeden der abnehmenden Beträge ΔΨ und ΔΨ₀ erhält man, wie in 19 gezeigt, aus einer Differenz zwischen dem Maximalwert und dem Minimalwert in dem instabilen Abschnitt (dem Abschnitt, der das Anstiegsverhalten auf der rechten Seite zeigt) der Pumphöhen-Durchsatz-Kennlinie. ΔΨ ist ein endlicher Wert, wenn die Instabilität in der Pumphöhe (d.h. wenn sie das ansteigende Verhalten auf der rechten Seite zeigt) vorhanden ist, andererseits ist es Null (0), wenn keine solche Instabilität in der Druckhöhe vorhanden ist (d.h. wenn sich kein solches ansteigendes Verhalten auf der rechten Seite zeigt). Entsprechend bedeutet dies, dass der instabile Abschnitt der Pumphöhe-Durchsatz-Kennlinie aufgrund der Funktion der Nuten vollständig anders ist, wenn die Pumphöhen-Instabilität bei 0% liegt, während aus den Nuten keine Wirkung erhalten wird und dann keine Verbesserung der Instabilität erreicht werden kann, wenn die Pumphöhen-Instabilität bei 100% liegt. Wenn die Pumphöhen-Instabilität zwischen 0% und 100% liegt, bedeutet dies, dass die Instabilität der Pumphöhe nicht vollständig ausgelöscht ist, jedoch der instabile Abschnitt durch die Nuten in einem bestimmten Ausmaß verbessert wird.Each of the decreasing amounts ΔΨ and ΔΨ ₀ is obtained as in 19 is shown from a difference between the maximum value and the minimum value in the unstable portion (the portion showing the rising behavior on the right side) of the pump-height-throughput characteristic. ΔΨ is a finite value if the instability is in the pump height (ie showing the rising behavior on the right side), on the other hand it is zero (0) if there is no such instability in the pressure level (ie if no such ascending behavior on the right side shows). Accordingly, this means that the unstable Ab The pump-height-flow rate curve is completely different due to the function of the grooves when the pump-height instability is at 0%, while no effect is obtained from the grooves and then no improvement in instability can be achieved when the pump-height instability occurs 100% lies. When the pumping height instability is between 0% and 100%, it means that the instability of the pumping height is not completely extinguished, but the unstable portion is improved by the grooves to a certain extent.

Die vertikale Achse in 18 rechts zeigt den abnehmenden Betrag (%) des maximalen Wirkungsgrads und bedeutet die Differenz des maximalen Wirkungsgrads (%) zwischen den Zuständen, wenn in der Pumpe Nuten und wenn keine Nuten vorgesehen sind. Der Wert ist 0%, wenn keine Änderung beim maximalen Wirkungsgrad der Pumpe zwischen den Zuständen mit und ohne Nuten auftritt, er hat einen positiven Wert, wenn die Abnahme im Wirkungsgrad durch Vorsehen der Nuten eintritt, beispielsweise bedeutet 3%, dass die Abnahme von 3% im Wirkungsgrad bei Vorsehen von Nuten auftritt.The vertical axis in 18 right shows the decreasing amount (%) of the maximum efficiency and means the difference of the maximum efficiency (%) between the states when grooves in the pump and when no grooves are provided. The value is 0%, if there is no change in the maximum efficiency of the pump between the states with and without grooves, it has a positive value if the decrease in efficiency occurs by providing the grooves, for example, 3% means that the decrease of 3 % efficiency in providing grooves occurs.

Gemäß 18 überschreitet basierend auf den vorstehenden Erläuterungen die Pumphöhen-Instabilität 80% bei der Kennlinie, wenn JE No. gleich oder kleiner als 0,03 ist, dann wird der Effekt der Nuten abrupt gering. Wenn JE No. in der Nähe von 0,03 liegt, wird die Pumphöheninstabilität auf etwa 30% verbessert, und wenn sie 0,03 überschreitet, wird die Pumphöheninstabilität weiter verbessert. Wenn JE No. mehr oder weniger 0,15 beträgt, liegt die Instabilität bei 0%, d.h. man kann sehen, dass die Instabilität aufhört. Wenn JE No. 0,15 überschreitet, ist die Pumphöhen-Instabilität stabil, da sie bei 0% liegt. Im Hinblick auf das Erreichen der Stabilität der Pumphöhen sollte deshalb JE No. vorzugsweise gleich oder größer als 0,03 sein. Vom Gesichtspunkt des Wirkungsgrads in 18 ist der abnehmende Betrag des maximalen Wirkungsgrads 0% oder kleiner, bis JE No. auf 0,15 mehr oder weniger kommt. Wenn er jedoch 0,15 überschreitet, wird der abnehmende Betrag des maximalen Wirkungsgrads groß im Verhältnis zu diesem JE No. Nimmt man an, dass ein akzeptabler Betrag der Abnahme im Wirkungsgrad aufgrund des Vorsehens der Nuten bis zu 1% beträgt, ist JE No. vorzugsweise gleich oder kleiner als 0,5. Deshalb wird unter den Gesichtspunkten sowohl der Pumphöhenstabilität als auch des Wirkungsgrads bevorzugt, für JE No. einen geeigneten Bereich von 0,03 bis 0,5 einzustellen, und besonders zweckmäßig wird JE No. zwischen 0,15 und 0,2 als Zustand für die vollständige Auflösung der Instabilität, jedoch Abnahme im Wirkungsgrad, gewählt.According to 18 Based on the above explanations, the pump height instability exceeds 80% in the characteristic when JE no. is equal to or smaller than 0.03, then the effect of the grooves becomes abruptly small. If JE No. is close to 0.03, the pumping height instability is improved to about 30%, and if it exceeds 0.03, the pumping height instability is further improved. If JE No. is more or less 0.15, the instability is 0%, ie you can see that instability ceases. If JE No. 0.15, the pump height instability is stable since it is 0%. With a view to achieving the stability of the pumping heights, JE no. preferably equal to or greater than 0.03. From the point of view of efficiency in 18 the decreasing amount of the maximum efficiency is 0% or less until JE no. to 0.15 more or less comes. However, if it exceeds 0.15, the decreasing amount of the maximum efficiency becomes large relative to this JE No. Assuming that an acceptable amount of decrease in efficiency due to the provision of the grooves is up to 1%, JE no. preferably equal to or less than 0.5. Therefore, from the viewpoints of both the pump height stability and the efficiency, it is preferable for JE No. to set a suitable range of 0.03 to 0.5, and particularly useful is JE No. between 0.15 and 0.2 as the state for complete resolution of instability, but decrease in efficiency.

Die in 18 gezeigten Versuchsergebnisse gelten beispielsweise für die Pumpe bei einer Drehzahl von 830, ähnliche Ergebnisse sind jedoch auch in dem Fall erhältlich, in welchem gleiche Versuche an Halbaxialpumpen mit Drehzahlen von 1250 und 1400 ausgeführt werden. Deshalb lässt sich feststellen, dass die Ausgestaltung der Nuten durch Verwendung von JE No. in Form der vorstehenden Richtzahl wenigstens im Drehzahlbereich von 800 bis 1400 bestimmt werden kann. Es kommt auch in Betracht, dass die Ausgestaltung der Nuten auch unter Verwendung von JE No. für Drehzahlen von 300 bis 2000 bestimmt werden kann.In the 18 For example, test results shown apply to the pump at a speed of 830, but similar results are also obtainable in the case where similar tests are performed on 1250 and 1400 speeds. Therefore, it can be seen that the configuration of the grooves by using JE no. in the form of the above guide number at least in the speed range of 800 to 1400 can be determined. It is also contemplated that the configuration of the grooves may also be made using JE no. for speeds from 300 to 2000 can be determined.

Nach der Erfindung strömt ein Teil des Fluids, dessen Druck erhöht worden ist, zurück in einen Strömungskanal, der in dem Gehäuse ausgebildet ist, um an der Stelle injiziert zu werden, wo die Rezirkulation auftritt, d.h. die Strömung ohne Verwirbelung aus den Nuten unterdrückt die Wirbelkomponente in dem Rückstrom, der von dem Laufrad zurückgeleitet wird und die Rezirkulation bildet, so dass in dem Fluid kein Wirbel erzeugt wird, das in das Laufrad strömt, wodurch die Erzeugung des Wirbels aufgrund der Rezirkulation am Einlass des Laufrads sowie ein Drehströmungsabriss unterdrückt werden, wodurch es möglich ist, das aufsteigende Verhalten auf der rechten Seite in der Pumphöhen-Durchsatz-Kennlinie der Turbomaschine auszuschließen.To the invention flows a part of the fluid, the pressure of which has been increased, back into a flow channel, in the case is designed to be injected at the point where the recirculation occurs, i. the flow without turbulence from the grooves suppresses the vortex component in the Backflow, which is returned by the impeller and the recirculation forms so that no vortex is generated in the fluid which flows into the impeller the generation of the vortex due to recirculation at the inlet of the impeller and a rotational flow separation repressed which makes it possible is the ascending behavior on the right side in the pump-height-throughput characteristic to exclude the turbomachine.

Mit dem unterteilten Aufbau des Gehäuses und bei Vorsehen der Nuten an dem Gehäusefutter entsprechend dem Einlassabschnitt des Laufrads kann nach der Erfindung ein Effekt erreicht werden, dass die Turbomaschine so ausgeführt werden kann, dass die spanende Herstellung der Nuten leicht ausgeführt werden kann, dass sich fast keine Verringerung im Wirkungsgrad einstellt und dass die Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie stabil ist.With the subdivided structure of the housing and in providing the grooves on the housing lining according to Inlet portion of the impeller can according to the invention has an effect be achieved that the turbomachine are carried out so can make that the machining of the grooves are easily performed can, that sets almost no reduction in the efficiency and that the pumping height flow rate characteristic is stable.

Erfindungsgemäß ist es auch bei einer Turbomaschine möglich, die ein Laufrad geschlossener Bauweise mit herumgehendem Deckband hat, durch Ausführen des Laufrades als halboffener Aufbau ohne Deckband an dem Abschnitt in der Nähe des Einlasses und bei Vorsehen der Nuten an der Innenwandfläche (d.h. der Strömungsfläche) des Gehäuses in Richtung des Druckgradienten entsprechend dem Abschnitt des Laufrads die Turbomaschine leicht herzustellen, wobei ihre Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie stabil ist, auch wenn sie bei geringem Durchsatz arbeitet, wo die Rezirkulation auftritt, und bei der Turbomaschine nahezu kein Verlust im Wirkungsgrad auftritt.It is according to the invention also possible with a turbomachine, the one impeller of closed construction with walking shroud has, by running the impeller as a semi-open structure without shroud on the section near of the inlet and providing the grooves on the inner wall surface (i.e. the flow area) of the housing in the direction of the pressure gradient corresponding to the section of the impeller to make the turbomachine easy, with its pumping height flow characteristic is stable, even if it works at low throughput, where the Recirculation occurs, and in the turbomachine almost no loss in the efficiency occurs.

Durch Bestimmen der Ausgestaltung der Nuten durch Verwendung der Richtzahl, d.h. JE No., lässt sich außerdem ein Effekt erreichen, dass die Ausgestaltung besonders zweckmäßig dahingehend ist, dass die Stabilität der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie leicht erreicht werden kann.By Determining the configuration of the grooves by using the guide number, i.e. JE No., lets yourself as well achieve an effect that the embodiment is particularly useful in that that stability the pumping height conveying capacity characteristic can be easily achieved.

In der beiliegenden 20 ist ein Blockschema einer Pumpstation gezeigt, bei der die Erfindung eingesetzt ist, beispielsweise als Entwässerungspumpe in einer Entwässerungspumpstation anstelle der Wasserumwälzpumpen in Wärmekraftwerken oder Kernkraftwerken, wie vorstehend erwähnt.In the enclosed 20 is a block in a pumping station in which the invention is used, for example as a dewatering pump in a dewatering pumping station instead of the water circulation pumps in thermal power plants or nuclear power plants, as mentioned above.

Die Pumpstation hat eine Pumpe 200, beispielsweise die Halbaxialpumpe, in der flache Nuten in dem dem Laufrad entsprechenden Gehäuse, insbesondere in dem Abschnitt an dem Einlass ausgebildet sind. Das Laufrad der Pumpe wird auf einer Drehachse mit Hilfe einer Antriebseinrichtung (oder Antrieb) 210 in Drehung versetzt, die beispielsweise einen Dieselmotor, eine Gasturbine, einen Elektromotor usw. aufweist.The pumping station has a pump 200 , For example, the Halbaxialpumpe, are formed in the flat grooves in the housing corresponding to the impeller, in particular in the portion at the inlet. The impeller of the pump is mounted on an axis of rotation by means of a drive device (or drive) 210 set in rotation, which has, for example, a diesel engine, a gas turbine, an electric motor, etc.

Die Drehgeschwindigkeit oder Drehzahl der Antriebsvorrichtung 210 wird von einer Pumpendrehzahl-Steuereinrichtung 220 gesteuert, die für diesen Zweck beispielsweise mit einer elektrischen Schaltungseinheit oder einer Mikrorechnereinheit versehen ist. Wie durch die gestrichelte Verbindung gezeigt ist, ist erforderlichenfalls weiterhin eine Schaufelwinkel-Steuereinrichtung 230 vorgesehen, um den Neigungswinkel der Schaufeln des Laufrades abhängig von der Durchsatzänderung des in das Laufrad strömenden Fluids einzustellen.The rotational speed or speed of the drive device 210 is from a pump speed controller 220 controlled, which is provided for this purpose, for example, with an electrical circuit unit or a microcomputer unit. As shown by the dashed connection, if necessary, a vane angle control device is still provided 230 provided to adjust the angle of inclination of the blades of the impeller depending on the change in flow rate of the fluid flowing into the impeller.

Die Pumpe 200 mit dem vorstehend erwähnten Aufbau hat einen Glockenmund 210, der in das Wasser in einem Ansaugsumpf oder Kanal 240 eintaucht, und ein Förderrohr oder eine Leitung 250, die mit einem Abgabesumpf oder einem Kanal 260 im Abstand von dem Ansaugsumpf oder Ansaugkanal verbunden ist. Durch den Betrieb der vorstehend erwähnten Pumpstation wird die Pumphöhe des Wassers, d.h. der Ansaugwasserpegel, auf den Förderwasserpegel in dem Abgabesumpf oder Kanal 260 erhöht oder angehoben, einschließlich des Strömungswiderstands in dem Fluiddurchflusskanal, d.h. in dem Förderrohr 250.The pump 200 with the above construction has a bell mouth 210 floating in the water in an intake sump or canal 240 dips, and a production pipe or a pipe 250 that with a donation sump or a canal 260 is connected at a distance from the suction sump or intake. By the operation of the above-mentioned pumping station, the pumping height of the water, ie, the suction water level, becomes the discharge water level in the discharge sump or channel 260 increased or increased, including the flow resistance in the fluid flow channel, ie in the delivery pipe 250 ,

Bei der Pumpe, die hauptsächlich im Hinblick auf den Wirkungsgrad ausgelegt wird, besteht unter der Annahme, dass der Maximaldurchsatz bei 100% liegt, die Tendenz, dass das Anstiegsverhalten auf der rechten Seite in einem Teil der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie merklich in Erscheinung tritt, insbesondere von 50% bis 70% im Durchsatz, wodurch der Betrieb der Pumpe in einen instabilen Zustand gebracht wird, oder alternativ, dass, auch wenn kein solches Anstiegsverhalten auf der rechten Seite in merklichem Umfang entsteht, die Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie aber ebenfalls in dem Bereich von 50% bis 70% des Durchsatzes in einem Teil flach wird.at the pump, the main one is designed in terms of efficiency, consists of the Assuming that the maximum throughput is 100%, the tendency that the rising behavior on the right in part of the Pump head-capacity curve noticeable, in particular from 50% to 70% in throughput, whereby the operation of the pump brought into an unstable state will, or alternatively, that, even if no such rise behavior On the right side, to a considerable extent arises, the pumping height flow rate characteristic but also in the range of 50% to 70% of throughput a part becomes flat.

Der Betriebsdurchsatz der Pumpe der Pumpstation wird an einer Stelle bestimmt, die einen Schnittpunkt zwischen einer statischen Pumphöhe, die als Differenz zwischen den Wasserdruckhöhen oder -pegeln auf der Ansaugseite und der Förderseite in der Pumpstation bestimmt wird, einer Widerstandskurve, die durch Aufsummieren des Widerstands in dem Strömungskanal oder in den Rohren in der Pumpstation bestimmt wird, und der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie der Pumpe bildet. Wenn ein auf der rechten Seite ansteigender Bereich bei der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie vorhanden ist, kann der Fall vorkommen, dass die Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie die Widerstandskurve an mehreren Punkten schneidet. In diesem Fall ist es unmöglich, den Schnittpunkt an nur einer Stelle zu bestimmen, d.h. der Durchsatz kann nicht eindeutig bestimmt werden, weshalb der Durchsatz nicht festgelegt werden kann. Insbesondere ist dies von Bedeutung, wenn die stationäre Pumphöhe groß und der Rohrwiderstand klein ist.Of the Operating flow rate of the pump of the pumping station is in one place that determines an intersection between a static pumping height, the as the difference between the water pressure levels or levels on the suction side and the funding side in the pumping station is determined, a resistance curve through Sum up the resistance in the flow channel or in the tubes is determined in the pumping station, and the pumping height conveying capacity characteristic curve the pump forms. If a rising on the right side area at the pumping height conveying capacity characteristic is present, the case may occur that the pumping height flow characteristic the resistance curve intersects at several points. In this case is it impossible to determine the point of intersection in only one place, i. the throughput can not be uniquely determined, which is why the throughput is not can be determined. In particular, this is significant if the stationary one Pump height big and the Pipe resistance is small.

Deshalb kann beim Stand der Technik dann, wenn der maximale Wirkungsgrad und die Stabilität der Pumphöhe in ein Gleichgewicht gebracht werden, um die Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie ohne ansteigendes Verhalten auf der rechten Seite zu erhalten, der Fall eintreten, dass der maximale Wirkungsgrad nur geringfügig abfällt. Alternativ wird in dem Fall, in welchem der instabile Bereich in der Pumpe vorhanden ist, die Pumpe so gesteuert, dass sie nur in dem Bereich betrieben wird, in welchem kein solcher instabiler Betrieb auftritt, indem eine Betriebsregel für die Pumpe aufgestellt wird. Dementsprechend ist in der Pumpstation, mit der der Betriebsbereich durch die Drehzahl der Pumpe gesteuert wird, die Drehzahl nur in dem Bereich steuerbar oder darauf beschränkt, dass sie in dem stabilen Bereich liegt, d.h. nicht in den instabilen Bereich eintritt. Wenn also ein Betrieb bezüglich der Drehzahl (d.h. der Drehgeschwindigkeit) in den instabilen Bereich für eine Einheit der Pumpen eintreten muss, wird eine Maßnahme dahingehend getroffen, dass die Pumpen in ihrer Anzahl erhöht werden, wodurch die Förderleistung für jede Pumpe gering wird und so der Betriebspunkt jeder Pumpe zu einem Punkt außerhalb des instabilen Bereichs verschoben wird.Therefore can in the prior art then when the maximum efficiency and the stability of pumping height be brought into equilibrium to the pumping height capacity curve without to get ascending behavior on the right side, the case occur that the maximum efficiency drops only slightly. alternative becomes in the case where the unstable area in the pump is present, the pump is controlled so that it is only in the range operated in which no such unstable operation occurs, by a rule of operation for the pump is set up. Accordingly, in the pumping station, with which the operating range is controlled by the speed of the pump The speed is controllable or restricted only within the range it is in the stable range, i. not in the unstable Area occurs. Thus, if operation is related to the speed (i.e. Turning speed) into the unstable area for one unit of the pumps must, becomes a measure to the effect that the number of pumps is increased, thereby reducing the delivery rate for every Pump is low and so the operating point of each pump to a Point outside of the unstable area is moved.

Bei einem Verfahren zum Erreichen der Stabilität der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie, bei welchem in bestimmtem Maß beim Stand der Technik der maximale Wirkungsgrad geop fert wird, ergibt sich, da der Wirkungsgrad aufgrund des stabilen Pumpbereichs etwas verringert wird, ein Problem, dass dafür der Verbrauch an elektrischer Energie größer wird. Bei dem Verfahren, bei welchem die Betriebspunkte einer jeden der in der Anzahl erhöhten Pumpen so verschoben wird, dass sie dem instabilen Betriebsbereich ausweicht, ergeben sich auch Probleme, dass die Anlage und das Steuerverfahren komplex werden und die Kosten ansteigen.at a method for achieving the stability of the pumping height conveying performance curve, in which to a certain extent In the prior art, the maximum efficiency is geop fert, it follows, because the efficiency is slightly reduced due to the stable pumping range will, a problem for that the consumption of electrical energy increases. In the process, wherein the operating points of each of the number of pumps increased is moved so that it avoids the unstable operating area, There are also problems that the system and the control process are complex and the costs increase.

Erfindungsgemäß wird deshalb eine Pumpstation bereitgestellt, bei der die Drehzahl in einem weiten Bereich geändert werden kann, indem die Halbaxialpumpe verwendet wird, die eine Pumphöhen-Durchsatz-Kennlinie ohne ein solches ansteigendes Verhalten auf der rechten Seite hat und in der Lage ist, einen höheren Wirkungsgrad zu erreichen, wodurch sich eine Pumpstation ergibt, die in einem weiten Durchsatzbereich arbeiten kann.Therefore, according to the invention, a pump in which the rotational speed can be changed in a wide range by using the half-axial pump having a pump-high flow rate characteristic without such rising behavior on the right side and capable of achieving higher efficiency; resulting in a pumping station that can operate in a wide flow range.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung besteht darin, dass in der Pumpstation, in welcher der Betriebsbereich der Pumpe durch ihre Drehzahl gesteuert wird, die in der Pumpstation eingesetzte Pumpe die Halbaxialpumpe ist, bei der irgendeines der Gehäuse verwendet wird, das die vorstehend erwähnten Nuten hat.The Essence of the present invention is that in the pumping station, in which the operating range of the pump is controlled by its speed the pump used in the pumping station is the half-axial pump is where any of the housings is used, which has the above-mentioned grooves.

In der vorstehend erwähnten Pumpstation können Wirkungen erhalten werden, insbesondere wenn eine spezifische Drehzahl Ns so gewählt wird, dass sie etwa 1000 bis 1500 beträgt, wobei angenommen wird, dass die Drehzahl der Halbaxialpumpe, die in der Pumpstation verwendet wird, N (U/min), die Gesamtpumphöhe H (m) und der Förderdurchsatz Q (m³/min) ist, und dass die spezifische Drehzahl Ns als Richtgröße zur Anzeige der Pumpencharakteristik durch die Gleichung Ns = N × Q0,5/H0,75 erhalten wird, und wenn eine statische Pumphöhe, die durch einen Ansaugwasserpegel und einen Förderwasserpegel bestimmt wird, gleich oder größer als 50% der Pumphöhe an einem spezifischen Punkt ist.In the above-mentioned pumping station, effects can be obtained, particularly when a specific rotation speed Ns is set to be about 1000 to 1500, assuming that the rotation speed of the half-axial pump used in the pumping station is N (rpm) ), the total pumping height H (m) and the delivery rate Q (m ³ / min), and that the specific speed Ns as a benchmark for indicating the pump characteristic by the equation N s = N × Q 0.5 /H 0.75 and when a static pumping height determined by an intake water level and a delivery water level is equal to or greater than 50% of the pumping height at a specific point.

Das Wesen der vorliegenden Erfindung liegt auch darin, dass die Drehzahl der Pumpe in einem Steuerbereich von 60% bis 100% bezüglich einer Referenzdrehzahl in einem Fall geregelt gesteuert werden kann, in welchem eine Antriebsvorrichtung für die Pumpe ein Drehzahl-Untersetzungsgetriebe, eine Fluidkupplung und einen Dieselmotor aufweist. Die Dreh zahl kann auch in dem Steuerbereich von 60% bis 100% bezüglich der Referenzdrehzahl in dem Fall gesteuert werden, in welchem die Antriebsvorrichtung für die Pumpe ein Untersetzungsgetriebe, eine Fluidkupplung und eine Gasturbine aufweist. Außerdem weist die Antriebsvorrichtung für die Pumpe einen Elektromotor auf, der die Drehzahl durch einen Inverter steuert. In diesem Fall kann die Drehzahl in dem Steuerbereich von 0% bis 100% bezüglich der Referenzdrehzahl gesteuert werden.The Essence of the present invention lies in the fact that the speed of the pump in a control range of 60% to 100% with respect to one Reference speed controlled in a case can be controlled in which a drive device for the pump is a speed reduction gear, having a fluid coupling and a diesel engine. The speed can also be in the tax range of 60% to 100% in terms of Reference speed can be controlled in the case in which the drive device for the Pump a reduction gear, a fluid coupling and a gas turbine having. Furthermore has the drive device for The pump has an electric motor that controls the speed through an inverter controls. In this case, the speed may be in the control range of 0% to 100% re the reference speed can be controlled.

21 zeigt ein Beispiel der Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie der Pumpe der Pumpstation, welche eine der vorstehend erwähnten Halbaxialpumpen nach der vorliegenden Erfindung aufweist. In 21 zeigt die horizontale Achse den Durchsatz durch das Verhältnis von Durchsatzprozent %Q unter der Annahme, dass ein Auslegedurchsatz als Referenz bei 100% liegt, während die vertikale Achse ein Pumphöhenverhältnis %H unter der Annahme anzeigt, dass eine Auslege-Gesamtpumphöhe als Referenz bei 100% liegt. In 21 zeigt eine Pumphöhenkurve 10 eine Charakteristik eines Beispiels der Halbaxialpumpe nach der vorliegenden Erfindung, wenn die Referenzdrehzahl 100%N ist, und zeigt eine Tendenz des Abfalls auf der rechten Seite über dem gesamten Bereich, so dass kein instabiler Bereich vorhanden ist. Andererseits zeigt die Pumphöhenkurve 14 eine Charakteristik bei 100%N in einem Fall, in welchem die vorliegende Erfindung nicht zur Anwendung kommt und die Instabilität bei mehr oder weniger 50%Q liegt, also in diesem Fall der instabile Bereich in einem Bereich von 40%Q bis 70%Q liegt. Die Widerstandskurve 18 ist eine Kennlinie der vorliegenden Pumpstation. Wenn die Pumpe bei 100%N betrieben wird, liegt der Schnittpunkt zwischen der Pumphöhenkurve 10 und der Widerstandskurve 18 oder zwischen 14 und, was nur ein Punkt ist, d.h. dem Punkt A, so dass in jedem Fall die Pumpe im Punkt A stabil betrieben werden kann. Betrachtet man den Fall, dass die Drehzahl auf 90%N für den Betrieb mit reduziertem Durchsatz abgesenkt wird, wird nach dem Ähnlichkeitsgesetz, das nachstehend erörtert wird, die stabile Pumphöhenkurve 10 der Pumpe nach unten zu einer Pumphöhenkurve 11 verschoben, während die instabile Pumphöhenkurve 14 nach unten zu einer Pumphöhenkurve 15 verschoben wird. 21 Fig. 14 shows an example of the pumping height conveying performance characteristic of the pump of the pumping station, which has one of the above-mentioned half-axial pumps according to the present invention. In 21 the horizontal axis shows the flow rate through the ratio of% throughput% Q assuming that a discharge flow rate as a reference is 100%, while the vertical axis indicates a pumping height ratio% H assuming a total discharge pumping height as a reference at 100% lies. In 21 shows a pump altitude curve 10 A characteristic of an example of the half-axial pump according to the present invention, when the reference speed is 100% N, and shows a tendency of the drop on the right side over the entire area, so that no unstable area is present. On the other hand, the pump height curve shows 14 a characteristic at 100% N in a case where the present invention is not applied and the instability is more or less 50% Q, that is, in this case, the unstable range is in a range of 40% Q to 70% Q , The resistance curve 18 is a characteristic of the present pumping station. When the pump is operated at 100% N, the point of intersection lies between the pump altitude curve 10 and the resistance curve 18 or between 14 and, which is only one point, ie the point A, so that in any case the pump can be stably operated at point A. Considering the case where the rotational speed is lowered to 90% N for the reduced-throughput operation, the stable pump-up curve will be established according to the law of similarity, which will be discussed later 10 the pump down to a pumping height curve 11 shifted while the unstable pump altitude curve 14 down to a pump altitude curve 15 is moved.

Das Ähnlichkeitsgesetz lautet: Q2 = Q1 × (N2/N1) H2 = H1 × (N2/N1)2 wobei Q der Durchsatz, H die gesamte Pumphöhe, N die Drehzahl und der Zusatz 1 den Drehzahlzustand N1 und der Zusatz 2 einen Drehzahlzustand n2 anzeigt.The law of similarity is: Q2 = Q1 × (N2 / N1) H2 = H1 × (N2 / N1) 2 where Q is the flow rate, H is the total pumping height, N is the rotational speed and the additive 1 is the rotational speed state N1 and the additive 2 is a rotational speed state n2.

Der Betriebspunkt ist in diesem Fall der Punkt B, so dass die Pumpe stabil unabhängig von dem instabilen Bereich in der Pumphöhenkurve stabil arbeiten kann. Wenn die Drehzahl weiter auf 74%N verringert wird, wird nach dem vorstehend erwähnten Ähnlichkeitsgesetz die Pumphöhenkurve 10, die keine solche Instabilität nach der vorliegenden Erfindung aufweist, nach unten zu einer Pumphöhenkurve 12 verschoben, wobei der Schnittpunkt zwischen der Widerstandskurve 18 nur ein Punkt, nämlich der Punkt C ist, d.h. der Betriebspunkt liegt im Punkt C. Andererseits wird die Pumphöhenkurve 14, die die Instabilität aufweist, nach unten zu einer Pumphöhenkurve 16 bei 74%N verschoben, wobei sie nahezu parallel zur Widerstandskurve 18 in der Nähe von 30%Q bis 50%Q ist. Deshalb kann der Schnittpunkt der Pumphöhenkurve 16 mit der Widerstandskurve an keiner Stelle bestimmt werden, es kann jedoch eine Vielzahl von Schnittpunkten zwischen ihnen geben. Dementsprechend kann der Durchsatzpunkt nicht eindeutig bestimmt werden, so dass der Betrieb der Pumpe in dem Instabilitätsbereich von 30%Q bis 50%Q auf der Pumphöhenkurve schwankt und nicht steuerbar ist, so dass der Betrieb zwischen 30%Q und 50%Q nicht ausgeführt werden kann.The operating point in this case is the point B, so that the pump can stably operate stably regardless of the unstable range in the pump altitude curve. When the rotational speed is further reduced to 74% N, the pumping height curve becomes after the above-mentioned similarity law 10 having no such instability according to the present invention, down to a pump altitude curve 12 shifted, with the intersection between the resistance curve 18 only one point, namely the point C, ie the operating point lies in the point C. On the other hand, the pump altitude curve 14 , which has the instability, down to a pump altitude curve 16 shifted at 74% N, being nearly parallel to the resistance curve 18 near 30% Q to 50% Q is. Therefore, the intersection of the pump altitude curve 16 with the resistance curve can not be determined at any point, but there can be a multitude of intersections between them. Accordingly, the throughput point can not be uniquely determined, so that the operation of the pump fluctuates in the instability range from 30% Q to 50% Q on the pump altitude curve and is not controllable, so that the operation between 30% Q and 50% Q is not performed can.

Wenn die Drehzahl weiter auf 60%N verringert wird, wird die Pumphöhenkurve 10, die nach der Erfindung keine Instabilität hat, nach unten zur Pumphöhenkurve 13 verschoben, während die Pumphöhenkurve 14 mit der Instabilität nach unten zur Pumphöhenkurve 17 verschoben wird. Bei der Verringerung bis dahin wird der Schnittpunkt zwischen der Widerstandskurve 18 in nur einem Punkt bestimmt, d.h. dem Punkt D, für jeden Fall der Pumphöhenkurven 13 und 17, so dass der Betrieb der Pumpe möglich ist.When the speed is further reduced to 60% N, the pumping height curve becomes 10 , which according to the invention has no instability, down to the pumping height curve 13 shifted while the pump altitude curve 14 with the instability down to the pump altitude curve 17 is moved. When reducing by then, the intersection between the resistance curve becomes 18 determined in only one point, ie the point D, for each case of the pump altitude curves 13 and 17 , so that the operation of the pump is possible.

Im Falle der Kennlinienkurve, die nach dem Stand der Technik die Instabilität aufweist, wie es vorher erwähnt ist, kann jedoch die Pumpe im Bereich von 30%Q bis 50%Q bei der Drehzahl 74%N nicht arbeiten. Der Bereich, in dem die Pumpe arbeiten kann, wird dann diskontinuierlich. Deshalb liegt die Pumpendrehzahl zwischen 74%N und 100%N in dem Bereich, und der Betriebsbereich der Pumpe liegt zwischen dem Punkt A und dem Punkt C.in the Case of the characteristic curve exhibiting instability in the prior art, as mentioned before However, the pump can range from 30% Q to 50% Q at the Speed 74% N do not work. The area where the pump is working can, then becomes discontinuous. Therefore, the pump speed is between 74% N and 100% N in the range, and the operating range the pump is between point A and point C.

Andererseits kann die Halbaxialpumpe nach der vorliegenden Erfindung stabil bei einer Drehzahl arbeiten, die gleich oder kleiner als die erwähnte ist, so dass der Betrieb über dem weiten Bereich des Durchsatzes vom Punkt A bis zum Punkt D ausgeführt werden kann.on the other hand can the Halbaxialpumpe according to the present invention stable at operate at a speed equal to or less than that mentioned, so that the operation over the wide range of throughput from point A to point D. can.

Bei der vorliegenden Ausführungsform hat die Antriebsvorrichtung für die Pumpe das Drehzahl-Untersetzungsgetriebe, die Fluidkupplung und den Dieselmotor, wobei der Betrieb vom Punkt A bis zum Punkt D, wie in 21 gezeigt ist, möglich ist, wenn der Steuerbereich für die Drehzahl 60% bis 100% bezogen auf die Referenzdrehzahl beträgt. Eine andere Antriebsvorrichtung für die Pumpe hat das Drehzahl-Untersetzungsgetriebe, die Fluidkupplung und die Gasturbine, wobei der Betrieb vom Punkt A bis zum Punkt D, wie in 21 gezeigt, möglich ist, wenn der Steuerbereich der Drehzahl 60% bis 100% bezogen auf die Bezugsdrehzahl beträgt. Eine weitere Antriebsvorrichtung hat den Elektromotor, der die Drehzahl durch den Inverter steuert, wobei der Betriebsbereich aufgeweitet ist, wenn der Steuerbereich der Drehzahl 0% bis 100% bezüglich der Referenzdrehzahl beträgt. Dies ist der Fall, weil die Drehzahl bis zu einem Punkt in der Nähe des Punktes E in 21 abgesenkt werden kann, so dass der Betrieb der Pumpe im Bereich von nahezu 0%Q bis zu 100%Q möglich ist.In the present embodiment, the driving device for the pump has the speed reduction gear, the fluid coupling and the diesel engine, the operation being from the point A to the point D as shown in FIG 21 is shown possible, when the control range for the speed is 60% to 100% relative to the reference speed. Another drive device for the pump has the speed reduction gear, the fluid coupling and the gas turbine, the operation from the point A to the point D, as in 21 is possible, when the control range of the speed is 60% to 100% with respect to the reference speed. Another driving device has the electric motor that controls the rotational speed by the inverter, wherein the operating range is widened when the control range of the rotational speed is 0% to 100% with respect to the reference rotational speed. This is the case because the speed is up to a point near the point E in 21 can be lowered, so that the operation of the pump in the range of nearly 0% Q up to 100% Q is possible.

Durch Verwenden der verbesserten Pumpe nach der vorliegenden Erfindung kann, da der Wirkungsgrad kaum abfällt, während die Pumphöhen-Förderleistungs-Kennlinie bei der Halbaxialpumpe stabil erhalten werden kann, die Pumpstation erhalten werden, bei der der Bereich der Drehzahl stark aufgeweitet ist und der Betrieb leicht in einem breiten Durchsatzbereich ausgeführt werden kann.By Using the improved pump of the present invention can, since the efficiency hardly drops, while the pumping height-conveying performance curve can be stably maintained at the Halbaxialpumpe, the pumping station be obtained, in which the range of speed greatly expanded and the operation is easily carried out in a wide range of throughput can.

Claims

Turbomaschine mit einem Gehäuse (121), in dem eine Strömungsfläche gebildet ist, einem Laufrad, das eine Vielzahl von Schaufeln (122) aufweist und innerhalb des Gehäuses angeordnet ist, einer Vielzahl von Nuten (124), die in der Strömungsfläche des Gehäuses ausgebildet sind, um eine Verbindung zwischen einer Einlassseite des Laufrades und einem Bereich herzustellen, in dem die Schaufeln des Laufrades liegen, dadurch gekennzeichnet, dass jede der Nuten eine Breite von wenigstens gleich 5 mm oder größer hat, und die Nuten so ausgebildet sind, dass ihre Breite 30% bis 50% bezüglich einer Gesamtumfangslänge des Gehäuses beträgt, an der die Nuten ausgebildet sind.Turbomachine with a housing ( 121 ), in which a flow surface is formed, an impeller, which has a plurality of blades ( 122 ) and disposed within the housing, a plurality of grooves ( 124 ) formed in the flow surface of the housing to communicate between an inlet side of the impeller and a region where the impeller blades are located, characterized in that each of the grooves has a width of at least 5 mm or greater, and the grooves are formed so that their width is 30% to 50% with respect to a total circumferential length of the housing on which the grooves are formed.

Turbomaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass die Nuten so ausgebildet sind, dass ihre Tiefe bezüglich des Durchmessers des Gehäuses ungefähr 0,5% bis 1,6% beträgt.Turbomachine according to claim 1, characterized that the grooves are formed so that their depth relative to the Diameter of the housing approximately 0.5% to 1.6%.

Turbomaschine nach Anspruch 2, bei der die Nuten so ausgebildet sind, dass ihre Tiefe ungefähr 2 mm bis 4 mm beträgt.Turbomachine according to claim 2, wherein the grooves are formed so that their depth is about 2 mm to 4 mm.

Turbomaschine nach Anspruch 1, bei der das Laufrad ein Laufrad in offener Bauweise ist, das eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, und eine Bodenfläche jeder der Nuten so ausgebildet ist, dass ihre Höhe gleich oder höher ist, als die daran angrenzende Strömungsfläche des Gehäuses.Turbomachine according to claim 1, wherein the impeller an open-plan wheel that has a variety of blades has, and a bottom surface each of the grooves is formed so that its height is equal to or higher, as the adjacent flow area of the Housing.

Turbomaschine nach Anspruch 1, bei der das Laufrad ein Laufrad in offener Bauweise ist, das eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, und die Strömungsfläche des Gehäuses stromab angrenzend an ein Abschlussende jeder der Nuten so ausgebildet ist, dass sie sich auf gleicher Höhe mit der Bodenfläche jeder Nut befindet oder diametral außer halb liegt, der Außenumfangsabschnitt des Laufrades an der Einlassseite seiner Schaufeln einem Nutabschnitt gegenüberliegend so ausgebildet ist, dass die Höhe seiner Schaufeln dem Nutabschnitt entsprechend gering ist, während die Höhe jeder Schaufel des Laufrades stromab von den Nuten höher ist, als die an dem Abschnitt, der dem Nutabschnitt gegenüber liegt.Turbomachine according to claim 1, wherein the impeller an open-plan wheel that has a variety of blades and the flow area of the housing downstream of an end of completion of each of the grooves thus formed is that they are at the same height with the bottom surface of each groove is located or diametrically out of half lies, the outer peripheral portion of the impeller on the inlet side of its blades a groove portion opposite is designed so that the height its blades corresponding to the groove portion is low while the Height everyone Blade of the impeller downstream of the grooves is higher than the one on the section the groove section opposite lies.

Turbomaschine nach Anspruch 1, bei der das Laufrad ein Laufrad in offener Bauweise ist, das eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, und bei der eine Bodenfläche jeder der Nuten so ausgebildet ist, dass ihre Höhe gleich oder höher ist, als die daran angrenzende Strömungsfläche des Gehäuses, und der Außenumfangsabschnitt des Laufrades an der Einlassseite seiner Schaufeln einem Nutabschnitt gegenüberliegend so ausgebildet ist, dass seine Höhe dem Nutabschnitt entsprechend an seinen Schaufeln gering ist.Turbomachine according to claim 1, wherein the Impeller is an open-type impeller having a plurality of blades, and wherein a bottom surface of each of the grooves is formed so that its height is equal to or higher than the flow area of the housing adjacent thereto, and the outer peripheral portion of the impeller on the Inlet side of its blades a groove portion opposite is formed so that its height corresponding to the groove portion is low on its blades.

Turbomaschine nach Anspruch 1, bei der das Laufrad ein Laufrad in offener Bauweise ist, das eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, und bei der die Höhe jeder der Schaufeln auf einer Meridianebene in der Nähe eines Einlasses des Laufrades so gebildet ist, dass sie geringer ist als auf einer Meridianebene in der Nähe eines Auslasses des Laufrades, und diese Höhen der Schaufeln der Höhe eines Nutabschnitts entsprechend bestimmt sind.Turbomachine according to claim 1, wherein the impeller an open-plan wheel that has a variety of blades and at the height each of the blades on a meridian plane near one Inlet of the impeller is formed so that it is less than on a meridian plane nearby an outlet of the impeller, and these heights of the blades of the height of one Nutabschnitts are determined accordingly.

Turbomaschine nach Anspruch 1, bei der das Laufrad ein Laufrad in offener Bauweise ist, das eine Vielzahl von Schaufeln aufweist, und bei welcher außerdem eine Konfiguration eines mit vorstehenden Abschnitten der Nuten gebildeten Strömungskanals so aufgebaut ist, dass sie größer ist als die, die in dem Gehäuse auf der Stromabseite der Nuten gebildet ist, und in die Stromauseite, so wie sie ist, in einem Abstand in Radialrichtung von einem Drehmittelpunkt einer Pumpe verlängert ist, ein Spitzenabschnitt des Laufrades so ausgebildet ist, dass er einen annähernd konstanten Raum zwischen den Nuten und den Innenflächen des Gehäuses bildet, und die Höhe jeder der Schaufeln des Laufrades in der Nähe eines Abschlussendes der Nuten größer ausgebildet ist, als die der Schaufel auf der Stromabseite.Turbomachine according to claim 1, wherein the impeller an open-plan wheel that has a variety of blades and in which as well a Configuration of a formed with protruding portions of the grooves flow channel is constructed so that it is larger as the ones in the case is formed on the downstream side of the grooves, and in the Stromauseite, as it is, at a distance in the radial direction from a center of rotation extended a pump is a tip portion of the impeller is formed so that he approximates one constant space between the grooves and the inner surfaces of the housing forms, and the height each of the blades of the impeller near a terminal end of the Grooves formed larger is as the shovel on the downstream side.

Turbomaschine nach Anspruch 1, bei der das Laufrad ein Laufrad in geschlossener Bauweise ist, das eine Vielzahl von Schaufeln und ein darum angeordnetes Deckband aufweist, und bei der das Laufrad in der Nähe eines Einlasses des Laufrads, um den kein Deckband angeordnet ist, in offener Bauweise ausgebildet ist, und außerdem die Vielzahl von Nuten in einer Richtung eines Druckgradienten auf der Innenwand des Gehäuses auf seinem Umfang dem Abschnitt in der Nähe des Einlasses des Laufrades, um den kein Deckband vorgesehen ist, gegenüberliegend ausgebildet ist, und ein Anfangsende jeder der Nuten an einer Einlassseite stromauf von einer Spitzeneinlassseite des Laufrades angeordnet ist, während ein Abschlussende jeder Nut stromab von einer Spitzenauslassseite des Laufrades angeordnet ist.Turbomachine according to claim 1, wherein the impeller a closed-wheel impeller that has a variety of Shovels and a shroud arranged around it, and at the impeller nearby an inlet of the impeller, around which no shroud is arranged, is designed in an open design, and also the multitude of Grooves in one direction of a pressure gradient on the inner wall of the housing on its circumference the section near the inlet of the impeller, around which no shroud is provided, is formed opposite, and a starting end of each of the grooves on an inlet side upstream is arranged from a tip inlet side of the impeller while a Terminating end of each groove downstream of a tip outlet side of the impeller is arranged.

Turbomaschine nach Anspruch 1, bei der das Laufrad ein Laufrad in geschlossener Bauweise ist, das eine Vielzahl von Schaufeln und ein darum angeordnetes Deckband aufweist, und bei der das Laufrad in der Nähe eines Einlasses des Laufrads, um den keine Deckband angeordnet ist, in offener Bauweise ausgebildet ist und außerdem die Vielzahl von Nuten eine große Anzahl von flachen Nuten ist, die in der Strömungsfläche des Gehäuses einem Außenumfangsabschnitt des Laufrades an einer Einlassseite seiner Schaufeln gegenüberliegend ausgebildet sind, um eine Verbindung zwischen einem Ort, an dem bei einem geringen Fluiddurchsatz an einer Einlassseite des Laufrades ein Wirbel erzeugt wird, und einem Bereich an der Strömungsfläche am Umfang des Gehäuses, an dem die Schaufeln des Laufrades in Richtung des Druckgradienten des Fluids liegen, herzustellen, eine Endposition an einer Stromabseite jeder der Nuten so angeordnet ist, dass ein Fluid mit einem Druck erhalten werden kann, der notwendig ist, um die Erzeugung des Wirbels in der Einlasshauptströmung an einer Endposition stromauf von jeder der Nuten zu unterdrücken, wodurch ein ansteigendes Verhalten auf der rechten Seite einer Pumphöhen-Durchsatz-Kennlinie der Turbomaschine beseitigt wird, und eine Bodenfläche von jeder der Nuten so ausgebildet ist, dass ihre Höhe gleich oder höher ist, als die daran angrenzende Strömungsfläche des Gehäuses, und der Außenumfangsabschnitt des Laufrades an der Einlassseite seiner Schaufeln einem Nutabschnitt gegenüberliegend so ausgebildet ist, dass die dem Nutabschnitt entsprechende Höhe der Schaufeln des Laufrades gering ist.Turbomachine according to claim 1, wherein the impeller a closed-wheel impeller that has a variety of Shovels and a shroud arranged around it, and at the impeller nearby an inlet of the impeller, around which no shroud is arranged, is designed in an open design and also the multitude of Grooves a big one Number of shallow grooves, which in the flow area of the housing an outer peripheral portion the impeller formed on an inlet side of its blades opposite are to connect between a place where at a low Fluid flow on an inlet side of the impeller generates a vortex is, and an area on the flow area at the periphery of the housing to the blades of the impeller in the direction of the pressure gradient of Fluids lie, manufacture, an end position on a downstream side each of the grooves is arranged to receive a fluid at a pressure which is necessary to the generation of the vortex in the inlet main flow on an end position upstream of each of the grooves to suppress an increasing behavior on the right side of a pump-height-throughput characteristic the turbomachine is eliminated, and a floor area of each of the grooves is formed so that its height is equal to or higher, as the adjacent flow area of the housing, and the outer peripheral portion the impeller on the inlet side of its blades opposite a groove portion is formed so that the groove portion corresponding height of the blades of the impeller is low.

Turbomaschine nach Anspruch 9 oder 10, die außerdem einen Achsdichtabschnitt zur Dichtung zwischen einem minimalen radialen Abschnitt des Deckbandes des Laufrades und dem Gehäuse aufweist, wobei der Achsdichtabschnitt einen Mundringabschnitt und einen Gehäuseringabschnitt aufweist.Turbomachine according to claim 9 or 10, further comprising a Axle seal section for sealing between a minimum radial Section of the shroud of the impeller and the housing has, wherein the Achsdichtabschnitt a Mundringabschnitt and a Gehäuseringabschnitt having.

Turbomaschine nach Anspruch 1, bei der eine Endposition stromab von jeder der Nuten so angeordnet ist, dass ein Fluid mit einem Druck erhalten werden kann, der notwendig ist, um den Wirbel in der Einlasshauptströmung an einer Endposition stromauf von den Nuten zu unterdrücken, wodurch ein ansteigendes Verhalten auf der rechten Seite einer Pumphöhen-Durchsatz-Kennlinie der Turbomaschine beseitigt wird, und ein Abschnitt des Gehäuses, an dem die Nuten vorgesehen sind, getrennt von einem anderen Abschnitt des Gehäuses ausgebildet ist.Turbomachine according to claim 1, wherein an end position downstream of each of the grooves is arranged so that a fluid with a pressure that is necessary to the vortex in the inlet mainstream at an end position upstream of the grooves to suppress an increasing behavior on the right side of a pump-height-throughput characteristic the turbomachine is removed, and a section of the housing, at the grooves are provided, separated from another section of the housing is trained.

Turbomaschine nach Anspruch 12, bei der das Gehäuse mit einer Vielzahl von Gehäusefuttern ausgebildet ist, die in seiner Axialrichtung unterteilt sind, und die Nuten auf der Innenfläche eines Gehäusefutters dem äußeren Umfangsabschnitt an der Einlassseite der Schaufeln des Laufrades gegenüberliegend ausgebildet sind.Turbomachine according to claim 12, wherein the housing with formed a plurality of housing nuts which are divided in its axial direction and the grooves on the inner surface a housing lining the outer peripheral portion on the inlet side of the blades of the impeller opposite are formed.

Turbomaschine nach Anspruch 12, bei der ein Abschnitt des Gehäuses, an dem die Nuten ausgebildet sind, geteilt aufgebaut ist und von einem anderen Abschnitt des Gehäuses aus montiert ist, der in seiner Radialrichtung unterteilt ist.Turbomachine according to claim 12, wherein a section of the housing, on which the grooves are formed, is divided and constructed of another section of the housing is mounted, which is divided in its radial direction.

Turbomaschine nach einem der Ansprüche 4 bis 14, bei dem die Nuten an ihrem Anfangsende in einer Richtung ausgebildet sind, die von einer Richtung der Pumpenachse zu einer Drehrichtung des Laufrads geneigt ist.Turbomachine according to one of claims 4 to 14, in which the grooves are formed at their initial end in one direction are that of a direction of the pump axis to a direction of rotation of the impeller is inclined.

Turbomaschine nach Anspruch 1, bei der eine Richtzahl zur Bestimmung einer Form der Nuten durch folgende Gleichung erhalten wird: JE No. = WR × VR × WDR × DLDR wobei WR (ein Breitenverhältnis) ein Wert ist, der durch Teilen eines Gesamtwertes der Nutbreiten W durch eine Länge des Gehäuseumfangs erhalten wird, VR (ein Volumenverhältnis) ein Wert ist, der durch Teilen eines Gesamtvolumens der Nuten durch ein Volumen des Laufrades erhalten wird, WDR (Breiten-Tiefenverhältnis) ein Wert ist, der durch Teilen der Breite W der Nut durch eine Tiefe D erhalten wird, und DLDR ein Verhältnis zwischen einer Länge der Nut stromab von dem Laufradeinlass und der Tiefe der Nut ist, und wobei die Nuten so ausgebildet sind, dass die Richtzahl JE No. in einem Bereich von 0,03 bis 0,5 liegt.A turbomachine according to claim 1, wherein a directivity number for determining a shape of the grooves is obtained by the following equation: JE No. = WR × VR × WDR × DLDR where WR (a width ratio) is a value obtained by dividing a total value of the groove widths W by a length of the casing periphery, VR (a volume ratio) is a value obtained by dividing a total volume of the grooves by a volume of the impeller, WDR (width-depth ratio) is a value obtained by dividing the width W of the groove by a depth D, and DLDR is a ratio between a length of the groove downstream of the impeller inlet and the depth of the groove, and the grooves are so are trained that the guideline JE no. in a range of 0.03 to 0.5.

Turbomaschine nach Anspruch 16, bei der die Nuten so ausgebildet sind, dass die Richtzahl JE No. in einem Bereich von 0,15 bis 0,2 liegt.Turbomachine according to claim 16, wherein the grooves are designed so that the guideline number JE no. in one area from 0.15 to 0.2.

Pumpstation zur Anhebung einer Pumphöhe eines Fluids auf einer Saugseite auf die auf einer Förderseite, mit einer Pumpe, die ein Laufrad und ein Gehäuse aufweist, in dem das Laufrad angeordnet ist, um das Fluid in der Saugseite zu pumpen, einem Kanal zur Führung des von der Pumpe zu der Förderseite herauf gepumpten Fluids, einer Antriebsvorrichtung für einen drehbaren Antrieb des Laufrades der Pumpe, und einer Regeleinrichtung zur Regelung der Drehzahl des Laufrades der Pumpe, wobei die Pumpe die in Anspruch 1 definierte Pumpe ist.Pumping station for raising a pumping height of a Fluids on a suction side on the on a delivery side, with a pump, an impeller and a housing in which the impeller is arranged to the fluid in the Pump suction side, a channel for guiding the pump to the production side pumped up fluids, a drive device for a rotatable drive of the impeller of the pump, and a control device for controlling the speed of the impeller of the pump, the pump the pump defined in claim 1.

Pumpstation nach Anspruch 18, bei der eine Nenndrehzahl Ns ungefähr 1.000 bis 500 beträgt, wobei angenommen wird, dass die Drehzahl der in der Pumpstation verwendeten Pumpe N (U/min), eine Gesamtpumphöhe H (m), und ein Förderdurchsatz Q (m³/min) ist, und dass die Nenndrehzahl als Richtzahl zur Anzeige einer Pumpenkennlinie durch eine Gleichung N_s = N × Q⁰'⁵/H^0,75 erhalten wird, und bei der eine statische Pumphöhe, die durch ein saugseitiges Fluidniveau und ein förderseitiges Fluidniveau bestimmt wird, gleich oder größer als 50% der Pumphöhe an einem Nennpunkt ist.A pumping station according to claim 18, wherein a rated speed Ns is about 1,000 to 500, assuming that the speed of the pump used in the pumping station is N (rpm), a total pumping height H (m), and a delivery rate Q (m ³ / min), and that the rated speed is obtained as a guideline for indicating a pump characteristic by an equation N _s = N × Q ⁰ ' ⁵ / H ^0.75 , and in which a static pumping height represented by a suction-side fluid level and a delivery-side Fluid level is determined equal to or greater than 50% of the pump height at a nominal point.

Pumpstation nach Anspruch 18, bei der in einem Fall, in dem die Antriebsvorrichtung für die Pumpe ein Drehzahlreduktionsgetriebe, eine Fluidkupplung und einen Dieselmotor umfasst, eine Drehzahl der Antriebsvorrichtung in einem Regelbereich von 60% bis 100% bezüglich einer Referenzdrehzahl geregelt wird.Pumping station according to claim 18, wherein in one case in which the drive device for the pump is a speed reducer, a fluid coupling and a diesel engine, a rotational speed of the drive device in a control range of 60% to 100% with respect to a reference speed is regulated.

Pumpstation nach Anspruch 18, bei der in einem Fall, in dem die Antriebsvorrichtung für die Pumpe ein Drehzahlreduktionsgetriebe, eine Fluidkupplung und eine Gasturbine umfasst, eine Drehzahl der Antriebsvorrichtung in einem Regelbereich von 60% bis 100% bezüglich einer Referenzdrehzahl geregelt wird.Pumping station according to claim 18, wherein in one case in which the drive device for the pump is a speed reducer, a fluid coupling and a gas turbine comprises, a rotational speed of the drive device in a control range of 60% to 100% with respect to a reference speed is regulated.

Pumpstation nach Anspruch 18, bei der Referenzdrehzahl in einem Fall wird, in dem die Antriebsvorrichtung für die Pumpe einen Elektromotor zur Regelung der Drehzahl durch einen Inverter umfasst, eine Drehzahl der Antriebsvorrichtung in einem Regelbereich von 0% bis 100% bezüglich einer Referenzdrehzahl geregelt wird.Pumping station according to claim 18, at the reference speed in a case where the drive device for the pump an electric motor for controlling the speed through an inverter comprises, a rotational speed of the drive device in a control range from 0% to 100% re a reference speed is controlled.