DE102011100703A1

DE102011100703A1 - Strömungsmaschine

Info

Publication number: DE102011100703A1
Application number: DE201110100703
Authority: DE
Inventors: Heiko Haase
Original assignee: Festo SE and Co KG
Current assignee: Festo SE and Co KG
Priority date: 2011-05-05
Filing date: 2011-05-05
Publication date: 2012-11-08

Abstract

Es wird eine Strömungsmaschine (1) vorgeschlagen, die ein Turbinenaggregat (2) mit einem Rotor (4) enthält. Der Rotor (4) umfasst ein Laufrad (16) mit Laufschaufeln (22) und eine koaxial zu dem Laufrad (16) angeordnete Deckscheibe (32). In der Deckscheibe (32) sind Aufnahmeaussparungen (36) für die Laufschaufeln (22) ausgebildet. Laufrad (16) und Deckscheibe (32) sind relativ zueinander derart axial verstellbar, dass die Eintauchtiefe der Laufschaufeln (22) bezüglich der Aufnahmeaussparungen (36) variierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Strömungsmaschine, mit einem Turbinenaggregat, das einen Stator und einen diesbezüglich um eine Drehachse drehbaren Rotor enthält, wobei der Rotor mindestens ein Laufrad aufweist, das eine zu der Drehachse koaxiale Tragscheibe und mindestens einen konzentrisch daran angeordneten Schaufelkranz mit mehreren axial abstehenden Laufschaufeln enthält, wobei der Tragscheibe auf der Seite der Laufschaufeln eine Begrenzungswand mit axialem Abstand gegenüberliegt, die gemeinsam mit der Tragscheibe einen Arbeitsraum begrenzt, der zur Beaufschlagung der Laufschaufeln von einem Antriebsfluid durchströmbar ist.
Eine Strömungsmaschine dieser Art, die ein als Radialturbine ausgebildetes Turbinenaggregat enthält, ist beispielsweise in dem Fachbuch "DUBBEL", 13. Auflage, Springer-Verlag 1974, Seite 382, Bild 85b erläutert. In diesem bekannten Fall ist ein Rotor mit einem Laufrad ausgestattet, das einen an einer Tragscheibe angeordneten Schaufelkranz aus axial abstehenden Laufschaufeln enthält. Die Laufschaufeln erstrecken sich in Richtung zu einer der Tragscheibe axial gegenüberliegenden und zum Stator gehörenden Begrenzungswand. Zwischen der Tragscheibe und der Begrenzungswand ist ein die Laufschaufeln aufnehmender Arbeitsraum definiert, der im Betrieb des Turbinenaggregates von einem Antriebsfluid durchströmt wird, wobei die auf die Laufschaufeln einwirkenden Fluidkräfte eine Rotation des Laufrades und mithin des gesamten Rotors hervorrufen.
Die bekannte Radialturbine verfügt über eine fest vorgegebene Auslegung. Dementsprechend lässt sich ihr Betriebsverhalten nur durch Veränderung der Zustandsgrößen des Antriebsfluides beeinflussen. Sind diese Zustandsgrößen nicht oder nur geringfügig beeinflussbar, eignet sich die bekannte Turbine nur für Anwendungen mit konstantem Energiebedarf. Treten unkontrollierbare Schwankungen einer Zustandsgröße des Antriebsfluides auf, beispielsweise starke Druckschwankungen, kann dies überdies zu Beeinträchtigungen der Funktionsfähigkeit oder gar zu Beschädigungen der Turbine führen.
Aus der DE 10 2005 048 982 A1 ist eine Strömungsmaschine bekannt, die über eine Axialturbine mit axial verschiebbarem Turbinenrotor verfügt. Durch axiales Verschieben des Turbinenrotors relativ zum Turbinenstator kann der Betrieb der Axialturbine optimiert werden.
In der DE 30 29 001 B1 ist eine Gasreinigungsanlage offenbart, die mit einer Axialturbine ausgestattet ist, die über einzeln oder gemeinsam verstellbare Leitschaufeln verfügt.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Strömungsmaschine zu schaffen, die einfach und wirkungsvoll hinsichtlich ihres Betriebsverhaltens beeinflussbar ist.
Zur Lösung dieser Aufgabe ist bei einer die eingangs genannten Merkmale aufweisenden Strömungsmaschine vorgesehen, dass die Begrenzungswand von einer zum Rotor gehörenden und dessen im Betrieb stattfindende Rotationsbewegung mitmachenden Deckscheibe gebildet ist, in die die Laufschaufeln eintauchen können oder eintauchen, wobei das Laufrad und die Deckscheibe unter Veränderung der bezüglich der Deckscheibe vorhandenen Eintauchtiefe der Laufschaufeln relativ zueinander axial verstellbar sind.
Die relative axiale Verstellbarkeit zwischen Laufrad und Deckscheibe ermöglicht eine Beeinflussung der axialen Breite des Arbeitsraumes und mithin der axialen Länge und somit auch der beaufschlagbaren Fläche der Laufschaufeln. Je weiter die Laufschaufeln in die Deckscheibe eintauchen, desto geringer wird die mit dem Antriebsfluid kooperierende Fläche der Laufschaufeln. Somit besteht die Möglichkeit, die vom Rotor abgreifbare mechanische Leistung ohne Veränderung einer Zustandsgröße des zuströmenden Antriebsfluides zu beeinflussen. Ebenso besteht die Möglichkeit, durch Veränderung der Eintauchtiefe der Laufschaufeln auf etwaige Schwankungen mindestens einer Zustandsgröße des zuströmenden Antriebsfluides zu reagieren, um eine konstante Leistungsabgabe zu gewährleisten und eventuelle Überlastungen des Systems zu verhindern. Da die Variation der Eintauchtiefe der Laufschaufeln im laufenden Betrieb der Strömungsmaschine, das heißt bei rotierendem Rotor stattfinden kann, verfügt das System über ein sehr gutes Ansprechverhalten.
Die Beeinflussung der axialen Relativposition zwischen Laufrad und Deckscheibe lässt sich auf verschiedene Arten realisieren. Beispielsweise ist eine selbsttätige, allein von mindestens einer Zustandsgröße des zuströmenden Antriebsfluides abhängige Verstellung realisierbar. Hierbei besteht insbesondere die Möglichkeit, die Relativposition in Abhängigkeit vom Druck des zuströmenden Antriebsfluides zu regulieren. Hierbei kann der Druck oder die Strömungsenergie des Antriebsfluides selbst zur Veränderung der axialen Relativposition genutzt werden. Eine andere, alternativ oder zusätzlich realisierbare Verstellmöglichkeit greift auf externe Kräfte zurück, die unabhängig vom Antriebsfluid eine Verstellkraft hervorrufen können und die insbesondere durch gesonderte Steuermittel kontrollierbar sind. Hierbei sind komfortable Steuerungs- und/oder Regelungsmaßnahmen einsetzbar.
Vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung gehen aus den Unteransprüchen hervor.
Die Strömungsmaschine verfügt zweckmäßigerweise über ein Arbeitsaggregat, das derart mit dem Turbinenaggregat gekoppelt ist, dass es durch dieses antreibbar ist. Als Arbeitsaggregat kommt insbesondere ein Generator zur Erzeugung elektrischer Energie in Frage.
vorzugsweise verfügt die Deckscheibe über mit den Laufschaufeln axial fluchtende Aufnahmeaussparungen, in die die Laufschaufeln bei Veränderung der axialen Relativlage von Laufrad und Deckscheibe unterschiedlich weit eintauchen können.
Zweckmäßigerweise ist in der Deckscheibe für jede Laufschaufel eine eigene Aufnahmeaussparung vorhanden. Die Geometrie jeder Aufnahmeaussparung entspricht zweckmäßigerweise der Schaufelgeometrie der zugeordneten Laufschaufel. Insbesondere kann vorgesehen sein, dass jede Aufnahmeaussparung über ein Querschnittsprofil verfügt, das demjenigen der zugeordneten Laufschaufel entspricht.
Zweckmäßigerweise sind die Laufschaufeln mit einem gekrümmten Querschnittsprofil versehen. Ferner ist es vorteilhaft, wenn die Laufschaufeln an einer der Deckscheibe axial zugewandten Stirnfläche der Tragscheibe angeordnet sind.
Es ist vorteilhaft, wenn die Aufnahmeaussparungen sacklochartig ausgebildet sind. Auf diese Weise lässt sich effektiv verhindern, dass die Deckscheibe von dem Antriebsfluid durch die Aufnahmeaussparungen hindurch durchströmt wird.
Zur Gewährleistung der angestrebten relativen axialen Verschiebbarkeit zwischen Laufrad und Deckscheibe ist zweckmäßigerweise eine dieser beiden Komponenten bezüglich des Stators axial ortsfest angeordnet, so dass nur die andere Komponente zu verstellen ist. Damit die Laufschaufeln vom zuströmenden Antriebsfluid unabhängig von der zwischen Laufrad und Deckscheibe vorhandenen Relativposition optimal angeströmt werden, ist es von Vorteil, wenn das Laufrad die bezüglich des Stators axial ortsfeste Komponente ist. Insofern wird also zweckmäßigerweise die bezüglich der Deckscheibe vorhandene axiale Eintauchtiefe der Laufschaufeln und mithin die axiale Breite des Arbeitsraumes allein durch relativ zum Laufrad erfolgendes verstellen der Deckscheibe bewirkt.
In bevorzugter Ausgestaltung verfügt die Strömungsmaschine über einen Rotor mit einer bezüglich des Stators drehbar gelagerten Rotorwelle, wobei entweder das Laufrad oder die Deckscheibe axial unbeweglich und zugleich drehfest an der Rotorwelle angeordnet ist. Die jeweils andere Komponente ist mit der Rotorwelle zwar ebenfalls rotativ bewegungsgekoppelt, kann jedoch diesbezüglich axial verlagert werden, um die Eintauchtiefe der Laufschaufeln in der geschilderten Weise zu variieren.
Bevorzugt wird eine Anordnung, bei der die axiale Relativbewegung zwischen Laufrad und Deckscheibe aus einer ausschließlich axialen Bewegung resultiert, der keine rotative Bewegungskomponente überlagert ist. Hiervon abweichend besteht jedoch die Möglichkeit, die Verstellbarkeit zwischen Laufrad und Deckscheibe so auszubilden, dass der axialen Relativbewegung zumindest abschnittsweise eine rotative Relativbewegung überlagert ist. Dies ist insbesondere dann vorteilhaft, wenn die Laufschaufeln ausgehend von der Tragscheibe keine rein axiale Erstreckung haben, sondern zusätzlich in der Umfangsrichtung der Drehachse gebogen sind und/oder wenn die Laufschaufeln eine elastische Verformung durch Verbiegen oder Tordieren erfahren sollen.
Die Strömungsmaschine ist zweckmäßigerweise mit Steuermitteln ausgestattet, die eine kontrollierte Veränderung der axialen Relativposition zwischen Laufrad und Deckscheibe ermöglichen, was gleichbedeutend ist mit einer kontrollierten Veränderung und Einstellung der Eintauchtiefe der Laufschaufeln bezüglich der Deckscheibe bzw. deren bevorzugt vorhandenen Aufnahmeaussparungen.
Eine mögliche Ausgestaltung der Strömungsmaschine sieht vor, dass die Steuermittel Federmittel enthalten, durch die das Laufrad und die Deckscheibe im Sinne einer Verringerung des gegenseitigen axialen Abstandes beaufschlagbar und insbesondere ständig beaufschlagt sind. Solche Federmittel sind beispielsweise als mechanische Federmittel, als Gasfedermittel oder als magnetische Federmittel ausgebildet. Eine solche Ausführung empfiehlt sich insbesondere dann, wenn die im Antriebsfluid selbst enthaltene Energie genutzt werden soll, um den axialen Abstand zwischen Laufrad und Deckscheibe einzustellen. Durch den Druck des Antriebsfluides werden Laufrad und Deckscheibe im Sinne eines Auseinanderfahrens beaufschlagt, wobei die Druckkräfte den genannten Federmitteln entgegengesetzt sind. Mithin stellt sich der axiale Abstand zwischen Laufrad und Deckscheibe auf ein Maß ein, das einem Kräftegleichgewicht zwischen den Druckkräften und den Federkräften entspricht. Wenn nun, aufgrund beliebiger Umstände, eine Druckänderung des Antriebsfluides auftritt, verändert sich die Druckkraft entsprechend, was zu einer Veränderung der Eintauchtiefe der Laufschaufeln führt.
In einer weiteren Ausgestaltung ist die Strömungsmaschine mit Federmitteln ausgestattet, durch die das Laufrad und die Deckscheibe im Sinne einer Vergrößerung des gegenseitigen axialen Abstandes beaufschlagbar oder insbesondere ständig beaufschlagt sind. In einem solchen Fall kann durch die Federmittel insbesondere ein maximal großer axialer Abstand zwischen Tragscheibe und Deckscheibe vorgegeben werden. Dieser Abstand ist zweckmäßigerweise veränderbar durch Stellkräfte, die entgegengesetzt zu den Federkräften orientiert sind und die mittels elektrisch und/oder durch Fluidkraft betätigbarer Stellmittel generierbar sind. Auch diese Federmittel sind beispielsweise als mechanische Federmittel, als Gasfedermittel oder als magnetische Federmittel ausgebildet.
Beide oben geschilderten Federmittel können alternativ oder gleichzeitig vorhanden sein.
Die Steuermittel enthalten zweckmäßigerweise eine elektronische Steuereinrichtung, durch die die axiale Relativposition zwischen Laufrad und Deckscheibe in Abhängigkeit von einer oder mehreren Zustandsgrößen vorgebbar ist. Diese Zustandsgrößen sind zweckmäßigerweise durch Sensormittel erfassbar und werden der elektronischen Steuereinrichtung zugeleitet. Die Strömungsmaschine ist hierzu zweckmäßigerweise mit geeigneten Sensormitteln ausgestattet.
Beispielsweise besteht die Möglichkeit, in Abhängigkeit von wenigstens einer Zustandsgröße der Strömungsmaschine und/oder des Antriebsfluides Stellkräfte zu erzeugen, die auf das Laufrad und/oder auf die Deckscheibe einwirken, um deren variable Relativposition vorzugeben. Denkbar ist hier beispielsweise eine Erfassung des Druckes und/oder der Strömungsrate des Antriebsfluides und/oder eine Erfassung der axialen Relativposition zwischen Laufrad und Deckscheibe.
Durch die Steuermittel kann bei Bedarf eine Beeinflussung des Systemverhaltens dahingehend realisiert werden, dass ein Überlastschutz vorliegt. Wenn beispielsweise ein nicht zulässiger Druck des Antriebsfluides auf die Laufschaufeln einwirkt, könnte dieser Fluiddruck dazu genutzt werden, die Verstellung zwischen Laufrad und Deckscheibe herbeizuführen.
Das Verstellen des axialen Abstandes zwischen Laufrad und Deckscheibe kann insbesondere gegen eine voreingestellte konstante Gegenkraft erfolgen, bei der es sich insbesondere um eine Federkraft handelt. Zusätzlich oder alternativ ist eine gesteuerte und/oder geregelte Verstellung möglich.
Nachfolgend wird die Erfindung anhand der beiliegenden Zeichnung näher erläutert. In dieser zeigen:
1 einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine gemäß Schnittlinie I-I aus 3, wobei zwischen dem Laufrad und der Deckscheibe die maximal auseinandergefahrene Relativposition vorliegt,
2 die Anordnung aus 1 im maximal zusammengefahrenen Zustand von Laufrad und Deckscheibe,
3 einen Querschnitt durch die Strömungsmaschine der 1 und 2 und der 5 und 6 gemäß Schnittlinie III-III aus 1 und 5,
4 den in 1 umrahmten Ausschnitt IV in einer vergrößerten Darstellung,
5 eine weitere Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine in einer der 1 entsprechenden Darstellungsweise, wobei wiederum die maximal auseinandergefahrene Relativposition von Laufrad und Deckscheibe gezeigt ist und wobei ein zweckmäßigerweise vorhandenes Arbeitsaggregat lediglich strichpunktiert angedeutet ist,
6 die Strömungsmaschine aus 5 unter Darstellung des weitestmöglich zusammengefahrenen Zustandes von Laufrad und Deckscheibe, wobei die Steuermittel nur zum Teil angedeutet sind, und
7 eine Seitenansicht eines Ausschnittes einer weiteren Ausführungsform der erfindungsgemäßen Strömungsmaschine, deren Stator nur schematisch angedeutet ist.
Die in ihrer Gesamtheit mit Bezugsziffer 1 bezeichnete Strömungsmaschine enthält ein Turbinenaggregat 2, das über einen Stator 3 und einen diesbezüglich um eine Drehachse 5 drehbaren Rotor 4 verfügt.
Der Rotor 4 verfügt über eine die Drehachse 5 bildende Längsachse 6. Er ist durch die Kraft eines Antriebsfluides zu einer Rotationsbewegung um die Drehachse 5 antreibbar. Diese Rotationsbewegung ist durch ein Arbeitsaggregat 7 abgreifbar, mit dem die Strömungsmaschine 1 zweckmäßigerweise ebenfalls ausgestattet ist. Zweckmäßigerweise sind Turbinenaggregat 2 und Arbeitsaggregat 7 axial aufeinanderfolgend angeordnet.
Das Arbeitsaggregat 7 ist vorzugsweise ein zur Erzeugung elektrischer Energie geeigneter Generator.
Der Rotor 4 enthält zweckmäßigerweise eine an oder in dem Stator 3 drehbar gelagerte Rotorwelle 8. Zur Lagerung dienende Drehlagermittel sind bei 12 schematisch angedeutet.
Der Stator 3 definiert eine zur Umgebung hin abgeschlossene Statorkammer 13, in der der Rotor 4 aufgenommen ist. In die Statorkammer 13 münden, insbesondere peripher, mindestens ein Einlasskanal 14 und mindestens ein Auslasskanal 15 für das schon erwähnte Antriebsfluid. Das Antriebsfluid ist prinzipiell beliebiger Art, vorzugsweise jedoch gasförmig. Als besonders zweckmäßig wird Druckluft als Antriebsfluid angesehen.
Der Einlasskanal 14 und der Auslasskanal 15 münden an in der Umfangsrichtung der Drehachse 5 zueinander beabstandeten Stellen umfangsseitig in die Statorkammer 13 ein. Die Einlasskanalmündung ist bei 14a gekennzeichnet, die Auslasskanalmündung bei 15a.
Der Rotor 4 enthält mindestens ein und beim Ausführungsbeispiel genau ein Laufrad 16. Dieses Laufrad 16 ist koaxial zu der Drehachse 5 angeordnet. Es enthält eine sich in einer zur Drehachse 5 rechtwinkeligen Ebene erstreckende, außen insbesondere kreisförmig konturierte Tragscheibe 17 und mindestens einen, beim Ausführungsbeispiel genau einen Schaufelkranz 18, der in bezüglich der Drehachse 5 konzentrischer Anordnung von der Tragscheibe 17 getragen ist. Der Schaufelkranz 18 setzt sich aus einer Mehrzahl von Laufschaufeln 22 zusammen, die um die Längsachse 6 herum in insbesondere gleichmäßiger Verteilung nach Art eines Kranzes an der Tragscheibe 17 befestigt sind.
Jede Laufschaufel 22 hat eine zur Drehachse 5 parallele Längserstreckung und eine hierzu rechtwinkelige Quererstreckung. Wenn im Folgenden vom Querschnitt einer Laufschaufel 22 die Rede ist, ist damit ein Schnitt rechtwinkelig zur Längserstreckung der Laufschaufel 22, das heißt rechtwinkelig zur Drehachse 5 des Rotors 4, gemeint.
Die Laufschaufeln 22 sind insbesondere einstückig mit der Tragscheibe 17 ausgebildet. Auf diese Weise kann das Laufrad 16 kostengünstig als einstöckiges Bauteil hergestellt werden.
Die Tragscheibe 17 hat eine axial orientierte vordere Stirnfläche 23. Die Laufschaufeln 22 sind vorzugsweise an dieser vorderen Stirnfläche 23 angeordnet. Exemplarisch weist jede Laufschaufel 22 an ihrem einen Ende einen Fußabschnitt 24 auf, mit dem sie an der Tragscheibe 17 befestigt ist. Ausgehend von diesem Fußabschnitt 24 ragt jede Laufschaufel 22 frei endend axial von der Tragscheibe 17 weg. Ihr dem Fußabschnitt 24 axial entgegengesetzter Endabschnitt sei im Folgenden als Kopfabschnitt 25 bezeichnet.
Die Laufschaufeln 22 sind vorzugsweise mit einem gekrümmten Querschnittsprofil versehen. Dies verbessert den Wirkungsgrad der Strömungsmaschine 1. Allerdings kann die Erfindung auch in Verbindung mit Laufschaufeln 22 realisiert werden, die ungekrümmt sind und ein geradliniges Querschnittsprofil haben.
Der Schaufelkranz 18 ist bezogen auf die Längsachse 6 auf gleicher Höhe mit der mindestens einen Einlasskanalmündung 14a und Auslasskanalmündung 15a angeordnet. Im Betrieb der Strömungsmaschine 1 tritt unter Überdruck stehendes Antriebsfluid gemäß Pfeil 26 durch den Einlasskanal 14 hindurch in die Statorkammer 13 ein, beaufschlagt einige der Laufschaufeln 22 unter Abgabe von Energie und tritt letztlich gemäß Pfeil 27 durch den Auslasskanal 15 wieder aus der Statorkammer 13 aus.
Das Laufrad 16 ist insbesondere so konzipiert, dass der Schaufelkranz 18 von dem mit ihm zusammenwirkenden Antriebsfluid radial durchströmt wird. Bevorzugt ist das Turbinenaggregat 2 nach einem Querstromprinzip konzipiert, bei dem das Antriebsfluid den Schaufelkranz 18 zweimal radial durchströmt. Das in die Statorkammer 13 zuströmende Antriebsfluid strömt von radial außen her durch den Schaufelkranz 18 hindurch in den vom Schaufelkranz 18 umschlossenen Innenbereich 28 des Laufrades 16. Von diesem Innenbereich 28 aus gelangt das Antriebsmedium unter neuerlichem Durchströmen des Schaufelkranzes 18 nach radial außen in den Auslasskanal 15.
Der Rotor 4 enthält zusätzlich zu dem Laufrad 16 eine diesbezüglich separat ausgebildete Deckscheibe 32. Die Deckscheibe 32 ist koaxial zu der Längsachse 6 angeordnet und der vorderen Stirnfläche 23 der Tragscheibe 17 des Laufrades 16 mit Abstand vorgelagert. Der Außendurchmesser der außen insbesondere kreisförmig konturierten Deckscheibe 32 entspricht zweckmäßigerweise demjenigen der Tragscheibe 17.
Die gemeinsam mit dem Laufrad 16 in der Statorkammer 13 angeordnete Deckscheibe 32 weist eine der Tragscheibe 17 axial zugewandte, im Folgenden als Begrenzungsfläche 33 bezeichnete Stirnfläche auf. Auf diese Weise begrenzen die Tragscheibe 17 und die Deckscheibe 32 gemeinsam axial einen zwischen ihnen liegenden Teilbereich der Statorkammer 13, der als Arbeitsraum 34 bezeichnet sei. Der Arbeitsraum 34 wird axial von den Laufschaufeln 22 durchquert, die ausgehend von der Tragscheibe 17 in Richtung zur Deckscheibe 32 ragen.
Die Deckscheibe 32 ist derart drehfest mit dem Laufrad 16 verbunden, dass sie beide gemeinsam rotieren, wenn der Rotor 4 durch das mit dem Schaufelkranz 17 kooperierende Antriebsfluid zu einer Rotationsbewegung 35 angetrieben wird.
Eine Besonderheit des Rotors 4 besteht darin, dass das Laufrad 16 und die Deckscheibe 32 relativ zueinander axial, also in Achsrichtung der Drehachse 5, verstellbar sind. Diese lineare Verstellbewegung ist bei 37 durch einen Doppelpfeil angedeutet. Durch Ausführung der Verstellbewegung 37 lässt sich die in Achsrichtung der Drehachse 5 gemessene Breite des Arbeitsraumes 34 variieren.
Der Rotor 4 ist so ausgebildet, dass die Laufschaufeln 22 in Abhängigkeit von der zwischen Laufrad 16 und Deckscheibe 32 eingenommenen axialen Relativposition unterschiedlich weit axial in die Deckscheibe 32 eintauchen können. Der Rotor ist vorzugsweise so ausgebildet, dass die Laufschaufeln 22 den Arbeitsraum 34 unabhängig von dessen Breite stets vollständig axial durchqueren. Dementsprechend lässt sich die strömungstechnisch wirksame axiale Länge der Laufschaufeln 22 durch Veränderung des axialen Abstandes zwischen Tragscheibe 17 und Deckscheibe 32 variieren, um das Betriebsverhalten des Turbinenaggregates 2 zu beeinflussen.
Um den Laufschaufeln 22 ein problemloses Eintauchen in die Deckscheibe 32 zu ermöglichen, verfügt die Deckscheibe 32 zweckmäßigerweise über mehrere mit den Laufschaufeln 22 axial fluchtende Aufnahmeaussparungen 36. Zweckmäßigerweise ist in der Deckscheibe 32 pro Laufschaufel 22 eine eigene, individuelle Aufnahmeaussparung 36 ausgebildet. Somit verfügt die Deckscheibe 32 über eine Art Kranz von um die Längsachse 6 herum verteilten Aufnahmeaussparungen 36, deren Verteilung derjenigen der Laufschaufeln 22 des Laufrades 16 entspricht.
Zweckmäßig ist es, wenn jede Aufnahmeaussparung 36 über ein Querschnittsprofil verfügt, das demjenigen der in sie eintauchenden Laufschaufel 22 entspricht. Es versteht sich jedoch, dass die gestalterische Entsprechung so gewählt ist, dass die angestrebte axiale Relativbeweglichkeit zwischen den Laufschaufeln 22 und den Aufnahmeaussparungen 36 gewährleistet ist.
Eine Veränderung der axialen Relativposition zwischen Laufrad 16 und Deckscheibe 32 hat mithin zur Folge, dass sich die bezüglich der Aufnahmeaussparungen 36 vorhandene Eintauchtiefe der Laufschaufeln 22 und mithin die durch Zusammenwirken mit dem Antriebsfluid strömungstechnisch wirksame axiale Länge der Laufschaufeln 22 variieren lässt.
Entsprechend dem schlanken Querschnittprofil der Laufschaufeln 22 verfügen die Aufnahmeaussparungen 36 exemplarisch über eine schlitzförmige und ebenfalls gewölbte Gestaltung.
Es ist vorteilhaft, wenn die Aufnahmeaussparungen 36 sacklochartig ausgebildet sind. Beim Ausführungsbeispiel sind sie auf diese Weise gestaltet. Jede Aufnahmeaussparung 36 weist eine der Tragscheibe 17 axial zugewandte Aussparungsöffnung 42 auf, die an der Begrenzungsfläche 33 liegt und durch die hindurch die gegenüberliegende Laufschaufel 22 mit ihrem Kopfabschnitt 25 voraus in die Aufnahmeaussparung 36 eintauchen kann. An dem der Aussparungsöffnung 42 axial entgegengesetzten Ende ist jede Aufnahmeaussparung 36 durch eine Bodenfläche 43 verschlossen, die insbesondere ein einstöckiger Bestandteil der Deckscheibe 32 ist.
Eine derartige Gestaltung der Aufnahmeaussparungen 36 verhindert, dass das Antriebsfluid durch die Aufnahmeaussparungen 36 hindurch aus dem Arbeitsraum 34 entweichen kann, was den Wirkungsgrad der Turbine beeinträchtigen könnte. Allerdings wird das Grundprinzip der Erfindung nicht berührt, wenn die Aufnahmeaussparungen 36 als Durchgangsöffnungen ausgeführt sind, die die Deckscheibe 32 axial vollständig durchsetzen. Es ist sogar möglich, die Deckscheibe 32 so auszubilden, dass die Laufschaufeln 22 vollständig durch sie hindurchdringen können und zumindest bei einigen axialen Relativpositionen mit ihrem Kopfabschnitt 25 an der der Begrenzungsfläche 33 axial entgegengesetzten Stirnseite aus der Deckscheibe 32 herausragen.
Die relative axiale Verstellbewegung 37 zwischen Laufrad 16 und Deckscheibe 32 wird zweckmäßigerweise ausschließlich durch eine Bewegung der Deckscheibe 32 realisiert. Das Ausführungsbeispiel folgt diesem Konzept. Hier ist das Laufrad 16 axial ortsfest bezüglich des Stators 3 angeordnet, während die Deckscheibe 32 zur Ausführung der Verstellbewegung 37 relativ zum Statur 3 in Achsrichtung der Drehachse 5 beweglich ist. Eine bevorzugte, konkrete konstruktive Lösung sieht hierbei vor, dass die schon erwähnte Rotorwelle 8 des Rotors 4 in axialer Richtung ortsfest bezüglich des Stators 3 gelagert ist, wobei das Laufrad 16 axial unbeweglich und zugleich drehfest an der Rotorwelle 8 angeordnet ist, während die Deckscheibe 32 bezüglich der Rotorwelle 8 axial verstellbar ist, zugleich aber derart rotativ mit der Rotorwelle 8 bewegungsgekoppelt ist, dass sie deren Drehbewegung zur Ausführung der Rotationsbewegung 35 mitmacht.
Die weitere Erläuterung der Ausführungsbeispiele orientiert sich an der eben erwähnten Ausführungsform. Es sei jedoch darauf hingewiesen, dass die axiale Verstellbarkeit auch dadurch hergestellt werden kann, dass nur das Laufrad 16 in Verbindung mit einer axial feststehenden Deckscheibe 32 verstellt wird oder dass sowohl das Laufrad 16 als auch die Deckscheibe 32 relativ zum Stator 3 insbesondere relativ zu der Rotorwelle 8 verstellbar sind.
Die rotative Bewegungskopplung von Laufrad 16 und Deckscheibe 32 bei der Rotationsbewegung 35 wird zweckmäßigerweise allein durch den Eingriff der Laufschaufeln 22 in die Aufnahmeaussparungen 36 realisiert. Insbesondere in diesem Zusammenhang ist es von Vorteil, wenn die Aufnahmeaussparungen 36 hinsichtlich ihres Querschnittes quasi die Negativform des jeweils eintauchenden Längenabschnittes der Laufschaufeln 22 bilden.
Die rotative Mitnahmekopplung von Laufrad 16 und Deckscheibe 32 kann allerdings auch durch von den Laufschaufeln 22 unabhängige Drehmitnahmemittel realisiert werden. Beispielsweise kann zwischen der Rotorwelle 8 und der axial verschiebbar auf der Rotorwelle 8 sitzenden Deckscheibe 32 eine Keilverbindung vorliegen, durch die ein Drehmoment übertragbar ist. Auch können unabhängig von den Laufschaufeln 22 direkt zwischen der Tragscheibe 17 und der Deckscheibe 32 wirksame Drehmitnahmemittel vorhanden sein.
Bei den Ausführungsbeispielen der 1 bis 5 resultiert die axiale Verstellbewegung 37 aus einer ausschließlich axialen Relativbewegung zwischen Laufrad 16 und Deckscheibe 32. Eine überlagerte rotative Relativbewegung ist hier nicht vorhanden. Das Ausführungsbeispiel der 7 illustriert jedoch, dass der axialen Relativbewegung auch eine rotative Relativbewegung 44 zwischen Laufrad 16 und Deckscheibe 32 überlagert sein kann. Dies lässt sich durch eine beliebige geeignete Zwangsführung verwirklichen, wobei in 7 exemplarisch dazu geeignete Zwangsführungsmittel 45 angedeutet sind. Die Zwangsführungsmittel 45 bestehen beispielsweise aus einer sich wendelähnlich um die Rotorwelle 8 herum erstreckenden Längsführung in Form einer Führungsnut oder einer Führungsrippe, die mit einem an beispielsweise der Deckscheibe 32 ausgebildeten, in der Zeichnung nicht ersichtlichen Gegenführungsabschnitt kooperiert. Auf diese Weise ist die Verstellbewegung 37 stets auch mit einer rotativen Relativbewegung 44 gekoppelt.
Die zusätzliche rotative Relativbewegung 44 ist insbesondere dann sinnvoll, wenn die Laufschaufeln 22 über eine gekrümmte Längsrichtung verfügen oder wenn gewünscht ist, dass die Laufschaufeln 22 beim Eintauchen in die Deckscheibe 32 elastisch verformt werden.
Unabhängig davon, ob der axialen Verstellbewegung 37 eine rotative Relativbewegung 44 überlagert ist oder nicht, kann durch eine entsprechende Gestaltung einer oder mehrerer Wandflächen der Aufnahmeaussparungen 36 erreicht werden, dass die Laufschaufeln 22 beim Ein- und Ausfahren in die beziehungsweise aus den Aufnahmeaussparungen 36 eine reversible Gestaltänderung erfahren, indem sie beispielsweise umgebogen und/oder verdrillt werden.
Die Strömungsmaschine 1 ist zweckmäßigerweise mit Steuermitteln 46 ausgestattet, die hervorrufen oder zumindest dazu beitragen, dass eine kontrollierte Veränderung der axialen Breite des Arbeitsraumes 34 und mithin auch der Eintauchtiefe der Laufschaufeln 22 während des Betriebes der Strömungsmaschine 1 durchgeführt werden kann.
Bei dem in 1 bis 4 illustrierten Ausführungsbeispiel enthalten die Steuermittel 46 Federmittel 47, durch die das Laufrad 16 und die Deckscheibe 32 ständig im Sinne einer Verringerung des gegenseitigen axialen Abstandes und mithin im Sinne einer Vergrößerung der Eintauchtiefe der Laufschaufeln 22 beaufschlagt sind. Durch die Federmittel 47 ist diese Beaufschlagung elastisch nachgiebig. Die Federmittel 47 generieren eine bestimmte Vorspannkraft zwischen Laufrad 16 und Deckscheibe 32. Die Wirkungsrichtung dieser Vorspannkraft ist entgegengesetzt zu einer statischen Druckkraft, die aus dem statischen Druck des den Arbeitsraum 34 durchströmenden Antriebsfluides herrührt.
Auf diese Weise lässt sich sehr einfach eine Überlastsicherung und selbsttätige Regulierung der Rotationsgeschwindigkeit des Rotors 4 verwirklichen. Sollte im Betrieb des Turbinenaggregates ein Druckanstieg des zuströmenden Antriebsfluides auftreten, führt dies zu einer Vergrößerung der Druckkraft, so dass die Deckscheibe 32 unter Überwindung der durch die Federmittel 47 vorgegebenen Vorspannkraft von der Tragscheibe 17 weggedrückt wird. Auf diese Weise vergrößert sich die axiale Breite des Arbeitsraumes 34 und dementsprechend das Volumen des Arbeitsraumes 34, was zu einer Druckabsenkung führt und dadurch zu einer Reduzierung des Drehmoments und der Drehzahl. Somit kann auf einfache Weise eine selbsttätige Drehzahlregelung implementiert werden.
Die Federmittel 47 sind beim Ausführungsbeispiel axial zwischen der Deckscheibe 32 und einem axial unbeweglich an der Rotorwelle 8 fixierten, bevorzugt ringförmigen Widerlager 48 angeordnet. Sie befinden sich insbesondere auf der dem Laufrad 16 axial entgegengesetzten Seite der Deckscheibe 32.
Das Ausführungsbeispiel der 7 ist mit Steuermitteln 46 ausgestattet, die in gleicher Weise wie das Ausführungsbeispiel der 1 bis 4 über Federmittel 47 verfügen. Übereinstimmende Komponenten sind dort daher mit identischen Bezugszeichen versehen.
Die Federmittel 47 sind beispielsweise als Druckfedereinrichtung und insbesondere als Schraubendruckfedereinrichtung ausgebildet. Selbige ist insbesondere konzentrisch zu der Drehachse 5 angeordnet.
Bei dem in 5 und 6 illustrierten Ausführungsbeispiel enthalten die Steuermittel 46 Federmittel 52, durch die das Laufrad 16 und die Deckscheibe 32 insbesondere ständig im Sinne einer Vergrößerung der axialen Breite des Arbeitsraumes 34 und mithin im Sinne einer Verringerung der Eintauchtiefe der Laufschaufeln 22 beaufschlagt sind. Während also bei den anderen Ausführungsbeispielen im drucklosen Zustand des Arbeitsraumes 34 die Breite des Arbeitsraumes 34 ein Minimum aufweist, beträgt sie unter den gleichen Umständen beim Ausführungsbeispiel der 5 und 6 ein Maximum.
Gemäß 5 und 6 sind die Federmittel 52 als Druckfedermittel ausgebildet und axial zwischen dem Laufrad 16 und der Deckscheibe 32 angeordnet. Bedingt dadurch, dass das Laufrad 16 axial fest an der Rotorwelle 8 fixiert ist, wird somit die Deckscheibe 32 durch eine von den Federmitteln 52 hervorgerufene Vorspannkraft von der Tragscheibe 17 weggedrückt.
Bei dem Ausführungsbeispiel der 5 und 6 enthalten die Steuermittel 46 auch noch Stellmittel 53 (in 6 nicht abgebildet), die eine aktiv gesteuerte Veränderung der axialen Relativposition zwischen Laufrad 16 und Deckscheibe 32 ermöglichen. Diese Stellmittel 53, die insbesondere elektrisch und/oder durch Fluidkraft betätigbar sind, umfassen beim Ausführungsbeispiel eine Ventileinrichtung 53a, ein Steuerkanalsystem 53b und eine mit der Deckscheibe 32 in axialer Richtung bewegungsgekoppelte Betätigungsfläche 53c.
Durch gesteuerte Betätigung der Ventileinrichtung 53a kann durch das Steuerkanalsystem 53b hindurch eine gesteuerte Fluidbeaufschlagung der Betätigungsfläche 53c hervorgerufen werden, um eine Stellkraft variabler Größe zu generieren, die der Vorspannkraft der Federmittel 52 entgegengesetzt ist. Die Ventileinrichtung 53a ermöglicht es, die Betätigungsfläche 53c entweder mit einem Betätigungsdruck P zu beaufschlagen oder durch Verbindung mit der Atmosphäre R drucklos zu schalten.
Besonders vorteilhaft ist es, wenn die Betätigungsfläche 53c ein unmittelbarer Bestandteil der Deckscheibe 32 ist. Sie ist insbesondere axial entgegengesetzt zu der Begrenzungsfläche 33 orientiert und zweckmäßigerweise von zumindest einem Flächenabschnitt der der Begrenzungsfläche 33 axial entgegengesetzten Stirnfläche der Deckscheibe 32 gebildet. Man kann hier sagen, dass die Deckscheibe 32 zugleich einen gesteuert mit Druckmedium beaufschlagbaren Stellkolben bildet.
Von Vorteil ist es, wenn die Steuermittel 46 zusätzlich zu den Stellmitteln 53 auch noch eine elektronische Steuereinrichtung 54 enthalten, mit deren Hilfe die axiale Relativposition zwischen Laufrad 16 und Deckscheibe 32 in gesteuerter und/oder in geregelter Weise vorgebbar ist. Exemplarisch ist eine elektronische Steuereinrichtung 54 mit der Ventileinrichtung 53a wirkverbunden und kann elektrische Betätigungssignale zur Ansteuerung der Ventileinrichtung 53a hervorrufen. Die Ventileinrichtung 53a ist hierbei zweckmäßigerweise eine Proportionalventileinrichtung.
Mit Hilfe der elektronischen Steuereinrichtung 54 ist es einfach möglich, die axiale Breite des Arbeitsraumes 34 und mithin die Drehzahl und/oder das Drehmoment des Rotors 4 in Abhängigkeit von mindestens einer Zustandsgröße der Strömungsmaschine 1 und/oder des Antriebsfluides zu regulieren. In diesem Zusammenhang ist es vorteilhaft, wenn die Strömungsmaschine 1 mit geeigneten Sensormitteln 55a, 55b zur Erfassung der mindestens einen vorgenannten Zustandsgröße ausgestattet ist.
Exemplarisch sind erste Sensormittel 55a vorhanden, die mindestens eine Zustandsgröße des Antriebsfluides erfassen können, und zwar insbesondere zuströmseitig und/oder im Innern der Statorkammer 13. Solche ersten Sensormittel 55a sind beispielsweise als Drucksensormittel und/oder als Durchflusssensormittel und/oder als Temperatursensormittel ausgebildet.
Die Strömungsmaschine 1 gemäß 5 und 6 verfügt zusätzlich oder alternativ über zweite Sensormittel 55b, mit denen sich mindestens eine Zustandsgröße der Strömungsmaschine 1 erfassen lässt, bei der es sich exemplarisch um die Relativposition zwischen dem Laufrad 16 und der Deckscheibe 32 handelt. Beispielsweise kann dies mittels eines Wegmesssystems stattfinden. Beim Ausführungsbeispiel enthalten die zweiten Sensormittel 55b mindestens eine in der Deckscheibe 32 untergebrachte Sensoreinheit, die mit mindestens einer benachbart dazu angeordneten Laufschaufel 22 kooperiert und die ein Sensorsignal abgibt, das von der Relativposition zwischen ihr und der zugeordneten Laufschaufel 22 abhängt. Da die Deckscheibe 32 im Betrieb der Strömungsmaschine 1 rotiert, ist vorgesehen, die Sensorsignale drahtlos, insbesondere über Funksignale, an die elektronische Steuereinrichtung 54 zu übermitteln. Denkbar wäre aber auch eine Übermittlung mittels Schleifkontakten.
Es ist noch zu erwähnen, dass die Steuermittel 46 auch ohne Federmittel 47, 52 realisierbar sind. Außerdem versteht es sich, dass die anhand 5 und 6 geschilderten Ausstattungsmaßnahmen der Steuermittel 46 auch bei den anderen Ausführungsbeispielen entsprechend verwirklicht werden können.
Jedenfalls bietet die Strömungsmaschine 1 die Möglichkeit, die Drehzahl des Rotors 4 durch den in der Statorkammer 13 und insbesondere in dem Arbeitsraum 34 herrschenden Druck des Antriebsfluides zu regeln. Diese Regelung kann direkt oder unter Verwendung zusätzlicher Sensormittel bewerkstelligt werden. Von Vorteil ist es, wenn das Antriebsfluid unmittelbar selbst als Betätigungsmedium zum Verändern des axialen Abstandes zwischen Laufrad 16 und Deckscheibe 32 eingesetzt wird. Besonders zweckmäßig ist es hierbei, wenn unmittelbar die Begrenzungsfläche 33 der Deckscheibe 32 als Betätigungsfläche genutzt wird. Durch die relative axiale Verstellbarkeit zwischen Laufrad 16 und Deckscheibe 32 lässt sich der im Arbeitsraum 34 herrschende Druck und mithin die Drehzahl des Rotors 4 regeln, ohne auf einen gesonderten Druckregler zurückgreifen zu müssen.
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur

DE 102005048982 A1 [0004]
DE 3029001 B1 [0005]

Zitierte Nicht-Patentliteratur

”DUBBEL”, 13. Auflage, Springer-Verlag 1974, Seite 382, Bild 85b [0002]

Claims

Strömungsmaschine, mit einem Turbinenaggregat (2), das einen Stator (3) und einen diesbezüglich um eine Drehachse (5) drehbaren Rotor (4) enthält, wobei der Rotor (4) mindestens ein Laufrad (16) aufweist, das eine zu der Drehachse (5) koaxiale Tragscheibe (17) und mindestens einen konzentrisch daran angeordneten Schaufelkranz (18) mit mehreren axial abstehenden Laufschaufeln (22) enthält, wobei der Tragscheibe (17) auf der Seite der Laufschaufeln (22) eine Begrenzungswand (33) mit axialem Abstand gegenüberliegt, die gemeinsam mit der Tragscheibe (17) einen Arbeitsraum (34) begrenzt, der zur Beaufschlagung der Laufschaufeln (22) von einem Antriebsfluid durchströmbar ist, dadurch gekennzeichnet, dass die Begrenzungswand (33) von einer zum Rotor (4) gehörenden und dessen im Betrieb stattfindende Rotationsbewegung (35) mitmachenden Deckscheibe (32) gebildet ist, in die die Laufschaufeln (22) eintauchen können oder eintauchen, wobei das Laufrad (16) und die Deckscheibe (32) unter Veränderung der bezüglich der Deckscheibe (32) vorhandenen Eintauchtiefe der Laufschaufeln (22) relativ zueinander axial verstellbar sind.
Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass sie ein mit dem Rotor (4) antriebsmäßig gekoppeltes Arbeitsaggregat (7) aufweist, insbesondere einen elektrischen Generator.
Strömungsmaschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (32) über mit den Laufschaufeln (22) axial fluchtende Aufnahmeaussparungen (36) verfügt, in die die Laufschaufeln (32) bei Veränderung der axialen Relativlage von Laufrad (16) und Deckscheibe (32) unterschiedlich weit eintauchen können.
Strömungsmaschine nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, dass pro Laufschaufel (22) eine eigene, individuelle Aufnahmeaussparung (36) in der Deckscheibe (32) vorhanden ist.
Strömungsmaschine nach Anspruch 3 oder 4, dadurch gekennzeichnet, dass jede Laufschaufel (22) rechtwinkelig zur Drehachse des Rotors (4) ein Querschnittsprofil aufweist, wobei jede Aufnahmeaussparung (36) ein dem Querschnittsprofil der in sie eintauchenden Laufschaufel (22) entsprechendes Querschnittsprofil hat.
Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 3 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufnahmeaussparungen (36) sacklochartig ausgebildet sind.
Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufschaufeln (22) ein gekrümmtes Querschnittsprofil haben und/oder dass die Laufschaufeln (22) an der der Deckscheibe (32) axial zugewandten Stirnfläche (23) der Tragscheibe (17) angeordnet sind.
Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass zur Gewährleistung der axialen Relativbewegung zwischen Laufrad (16) und Deckscheibe (32) das Laufrad (16) bezüglich des Stators (3) axial ortsfest und die Deckscheibe (32) axial beweglich angeordnet ist, derart, dass das Verändern der Eintauchtiefe der Laufschaufeln (22) durch eine Verstellbewegung von ausschließlich der Deckscheibe (32) ausführbar ist.
Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass der Rotor (4) eine bezüglich des Stators (3) drehbare Rotorwelle (8) aufweist, bezüglich der das Laufrad (16) oder die Deckscheibe (32) axial unbeweglich und zugleich drehfest angeordnet ist, während die jeweils andere Komponente (32, 16) mit der Rotorwelle (8) rotativ bewegungsgekoppelt ist und zugleich bezüglich der Rotorwelle (8) axial verstellbar ist.
Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass das Laufrad (16) und die Deckscheibe (32) relativ zueinander derart zwangsgeführt sind, dass der axialen Relativbewegung eine rotative Relativbewegung bezüglich der Drehachse (5) überlagert ist.
Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass sie Steuermittel (46) zur kontrollierten Veränderung der axialen Relativposition zwischen Laufrad (16) und Deckscheibe (32) und somit auch zur kontrollierten Veränderung der Eintauchtiefe der Laufschaufeln (22) enthält.
Strömungsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (46) Federmittel (47) enthalten, durch die das Laufrad (16) und die Deckscheibe (32), insbesondere ständig, im Sinne einer Verringerung des gegenseitigen axialen Abstandes beaufschlagbar oder beaufschlagt sind.
Strömungsmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (46) Federmittel (52) enthalten, durch die das Laufrad (16) und die Deckscheibe (32), insbesondere ständig, im Sinne einer Vergrößerung des gegenseitigen axialen Abstandes beaufschlagbar oder beaufschlagt sind.
Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 13, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (46) über elektrisch und/oder durch Fluidkraft betätigbare Stellmittel (53) zur aktiv gesteuerten Veränderung der zwischen Laufrad (16) und Deckscheibe (32) eingenommenen axialen Relativposition verfügen.
Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass die Steuermittel (46) eine elektronische Steuereinrichtung (54) enthalten, mittels der die axiale Relativposition zwischen Laufrad (16) und Deckscheibe (32) variabel vorgebbar ist und die insbesondere ausgebildet ist, um mit Sensormitteln (55a, 55b) zu kooperieren, die wenigstens eine Zustandsgröße der Strömungsmaschine (1) und/oder des Antriebsfluides erfassen können.
Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass sie mit Sensormitteln (55a, 55b) zur Erfassung wenigstens einer Zustandsgröße der Strömungsmaschine (1) und/oder des Antriebsfluides ausgestattet ist, wobei die Sensormittel (55a, 55b) insbesondere mindestens eine Eigenschaft des den Arbeitsraum (34) durchströmenden Antriebsfluides und/oder die axiale Relativposition zwischen Laufrad (16) und Deckscheibe (32) erfassen können.