DE2436578A1 - Stroemungsmaschine - Google Patents

Description

• S t r ö m u n g s m a s c h i n e Es sind bereits Pumpon gebaut worden (In-Line-Pumpen), welche direkt in die Rohrleitung montiert werden und für die die Errichtung eines Fundamentes sowie die Ausbildung von Dehnungskompensatoren der Zu- und Ableitung entfallen können.
• Nachteilig bei diesen Pumpen ist es, daß ihre Saug- und Druckkanäle starke Krümmungen aufweisen, die - besonders bei nöheren Geschwindigkeiten - ziemliche Druckverluste verursachen und so den Wirkungsgrad herabsetzen. Weiters ist bei diesen Pumpen (soferne man nicht Getriebemotoren verwendet), die Pumpendrehzahl an die Motordrehzahl gebunden, was oft aufwendige Ausführungen der Pumpen verursacht.
• Weiters ist eine In-Line-Pumpe bekannt geworden, die koachsial in die Rohrleitung eiiigebaut wird. Nachteilig bei dieser Konstruktion ist es, daß ihr Antriebsmotor im Zentralkörper angeordnet ist, der von Flüssigkeit umströmt wird und der daher als Sondermotor (Unterwassermotor) ausgebildet werden muß. Auch hier Stimmt die Pumpendrehzahl mit der Motordrehzahl überein.
• Zur Vermeidung dieser Nachteile wird erfindungsgemäß eine Strömungsmaschine (Pumpe, Gebläse, Turbine) für direkten Rohreinbau vorgeschlagen, deren Achse mit der Rohrachse zusammenfällt bzw. zu dieser parallel oder annähernd parallel ist, und die dadurch gekennzeichnet ist, daß das Partneraggregat (E-Motor, Verbrennungsmotor, Gasturbine, elektrischer Generator, Pumpe) derselben an einer Konsole des Strömungsmaschinengehäuses befestigt ist, und dass das Maschinenelement für die Leistungsübertragung (Gall'sche Kette, Kahnkette, Riemen, Welle mit Zahnrädern) zwischen der Strömungsmaschine und ihrem Partneraggregat durch eine oder mehrere hohle Stützachaufeln der Strömungsmaschine in den Zentralkörper derselben hineingeführt ist.
• Dabei ist der Zentralkörper von außen belüftet und mit einer Entwässerungsleitung; für das Leckwasser der Wellendichtung versehen, die von ihm zum Strömungsmaschinengehäuse führt.
• Die Achse des Partneraggregates hat zur Achse der Strömungsmaschlne eine parallele, normale, spitzwinkelige oder windschiefe Lage.
• Wird die Strömungsmaschine als Pumpe ausgeführt, so kann diese für den Einsatz für leicht siedende Flüssigkeiten nach eine@ weiteren Merkmal der Erfindung zweistufig mit koaxialen Laufrädern ausgeführt werden, wobei das erste Laufrad - als Vorpumpenlaufrad - niedertourig und das zweite Laufrad - als Hauptpumpenlaufrad - hochtourig läuft, wodurch Kavitationserscheinungen vermieden werden können. Dabei erfolgt der Antrieb der beiden Laufräder durch einen oder zwei Motoren, der bzw. die wiederum an Konsolen des Strömungsmaschinengehäuses befestigt sind, wobei die Maschinenelemente (Gall-sche Kette, Zahnkette, Riemen, Welle mit Zahnrädern) für die Leistungsübertragung wieder durch hohle Stützschaufeln der Strömungsmaschine in deren Zentralkörper hineingeführt sind.
• Wird die Strömungemaschine als Gebläse ausgeführt, so kann dieses zur Erzielung eines hohen Wirkungsgrades vorteilhaft mehrere abwechselnd gegenläufig drehende und koachsial angeordnete Laufräder besitzen, wonach nach einem anderen Merkmal der Erindung je zwei gegenläufig drehende Laufräder von einem Motor (vorteilhaft Getriebemotor) über ein Zahnradritzel angetrieben werden, wobei der Motor an einer Konsole des Strömungsmaschinengehäuses gelagert ist, seine Achse auf die Strömungsmaschinenachse normal steht und die verlängerte Motorwelle durch eine hohle Stjftzschaufel der Strömungsmaschine in deren Zentralkörper hineingeführt ist.
• Wird die ################# Strömungsmaschine als Wasserturbine ausgeführt, so kann diese mit einem elektrischen Generator und einer Pumpe (z.B. Speicherpumpe oder Bewässerungspumpe) für wechselnden oder gleichzeitigen Einsatz ausgerüstet werden, wobei nach einem weiteren Merkmal der Erfindung der elektrische Generator und die Pumpe an Konsolen des Strömungsmaschinengehäuses befestigt sind und die Maschinenelemente e zur Leistungsübertragung rolle mit Zahnrädern, eventuell Ketten oder Riemen) durch hohle Stützschaufeln der Strömungsmaschine in deren Zentralkörper hineingeführt sind, wobei in jedem ####################### Übertragungselement eine Kupplung angeordnet ist.
• Auf diese Art können Wasserturbinen biszu einigen Megawatt Leistung für direkten Rohreinbau billig hergestellt werden.
• Um bei größerer Maschinen eine Kontrolle der Lager und Dichtungen durchführen zu können, ohne die Strömungsmaschi@ und deren Partneraggregate aus der Rohrleitung ausbauen zu müss@n (es ist nur ein kurzel und leichtes Paßrohrstück zu d@montier@@), ist nach einem anderen Merkmal der Erfindung im Zentralkörper der Strömungsmaschine ein Einschubkörper angeordnet, der die Dichtungen und Lager trägt und der mit diesen und zusammen mit der Laufradrelle axial nach der dem Laufrad abgewandten Seite der Strömungsmaschine ausgebaut werden kann. Hiezu trägt der Zentralkörper auf der dem Laufrad abgewandten Seite eine demontierbare Verschlußkappe, deren Außendurchmesser kleiner ist als der lichte Durchmesser der benachbarten Gehäuseöffnung.
• Die Vorteile der Erfindung bestehen - neben der Ereichung hohen Wirkungsgrades infolge optimaler Zu- und Abströmverhältnisse und neben der Einsparung des Fundamentes - darin, daß durch die Übertragungselemente (Ketten, Riemen, Wellen mit Zahnrädern) das Drehzahlverhältnis zwischen der Strömungsmaschine und ihrem Partneraggregat günstigst ausgelegt werden kann. Dadurch kann man einerseits mit billigen Pumpen (meist ein- oder zweistufigen) auskommen. Bei Wasserturbinen kann man hochtourige und dabei billige elektrische Generatoren verwenden. iie Paarung einer Turbine mit verschiedenen Generatoren (bei unterschiedlichen Gefällshöhen) ist leicht möglich. Pumpen und Turbinen können einer großen Mannigfaltigkeit von Bedarfsfällen angepaßt und daher in Serie produ#ziert werdne.-In den Zeichnungen sind einige beispielsweise Ausführungen des Erfindungsgegenstandes dargestellt.
• Fig.1 bis Fig.4 zeigen eine einstufige Pumpe halbaxialer Bauart, u.zw. Fig. 1 einen Längsschnitt, Fig. 2 einen Querschnitt nach der Linie A-B der Fig. 1, Fig. 3 einen Schnitt durchdie Konsole nach der linie C-J) der Fig. 1 und Fig. 4 einen Schnitt nach den linien E-F der Fig. 1 und Fig. 2 durch die hohle Stützschaufel.
• Fig. 5 zeigt den Längsschnitt einer zweistufige Pumpe mit niedertourigem ersten und hochtourigem zweiten Laufrad, die von zwei Motoren angetrieben wird. Fig. 6 zeigt das Antriebsschena dieser Pumpe im Kreuzriß.
• Fig. 7 zeigt im längs schnitt ein vierstufiges Axialgebläse mit abwechselnd gegenläufig drehenden Laufrädern. Fig. 8 zeigt einen Detailschnitt durch eine hohle Stützschaufel nach der Linie G-H der Fig. 7.
• Fig. 9 zeigt im Längsschnitt eine Wasserturbine mit einem elektrischen Generator und einer Pumpe (Speicher- oder Bewässerungspumpe). Fig. 10 zeigt den Kreuzriß dieser Wasserturbine nach der Linie J-K der Fig. 9. Fig. 11 zeigt Deta@lschnitte nach den Linien L-M und N-O der Fig. 9-Die Halbaxialpumpe nach Fig. 1 und Fig. 2 hat ein Pumpen.
• gehäuse 1, das sich aus den drei Teilen 1a, 1b und 1c zusammensetzt. Die Leitschaufeln 2 und die hohlen Stützschaufeln 3 tragen die T@@le 4a und 4 b des Zentralkörpers 4.
• Im Zentralkörper 4 ist der Einschubkörper 5 befestig, der die Dichtung 6 und die Lager 7 trägt. Die Welle 8 ist durch die Schraube 9 am Laufrad 10 befestigt und trägt das Kettenrad 11.
• An der Konsole 12 des Gehäuseteiles 1b ist der E-Motor 13 angeflanscht, dessen Welle das Kettenrad 14 trägt. Die Kette 15 ist durch die hohle Stützschaufel 3 hindurchgeführt und umschlingt die beiden Kettenräder 11 und 14. Eine Abdeckung 16 ist vorgesehen.
• Der Zentralkörperteil 4a ist durch das Entwässerungsrohr 17 mit dem Gehäuseteil 1b verbunden. Die Verschlußkappe 18 begrenzt den Zentralkörperteil 4b und kann nach Demontage des Paßrohres 19 durch die Austrittsöffnung des Pumpengehäuses entfernt werden.
• Nach dem lösen der Schraube 9 und dem Entfernen der Kette 15 kann av.ch der Einschubkörper 5 mit der Welle 8 demontiert werden.
• Die zweistufige Axialpumpe nach Fig. 5 hat zwei laufräder 10a, lOb, die koaxial angeordnet sind. An den Endcn der Welle 8a und der Hohlwelle 8b sitzen die Kettenräder 11a und 11b. Die beiden Motoren 13a und 13b sind an den Konsolen 12a und 12b des Gehäuses 1 befestigt und treiben über die Ketten 15a und 15b die Laufräder an.
• Es können auch beide Wellen 8a, 8b von einem Motor mit unterschiedlichen Drehzahlen angetrieben werden.
• Das vierstufige Axialgebläse nach Fig. 7 hat vier gegenläufige, koaxiale Laufräder 10a, 10b, 10c, und 10d. An den Enden der #### Welle 8a und der Hohlwellen 8b, 8c und 8 d sitzen die vier Kegelräder 20a, 20b, 20c und 20d. An den Gehäusekonsolen 12a und 12b sind die beiden Motoren 13a und 13b angeflanscht, deren verlängerte Wellen 21a, 21b durch die hohlen Stützschaufeln 3 hindurchgeführt sind und über die Zahnritzeln 22a und 22b benachbarte Laufräder gegenläufig antreiben.
• Die Wasserturbine nach Fig. 9 und Fig. 10 mit den drehbare@ Leitschaufeln 23 trägt an ihren Konsolen 12a und 12b den elektrischen Generator 24 und über das Zwischengetriebe 25 die Pumpe 26. Die Kupplungen 27a und 27b ermöglichen die wahlweise Sehaltung dieser Aggregate 24 und 26 auf die Turbine.
• Die Übertragungswellen 21a und 21b sind wieder durch die hohlen Stützschaufeln 3 hindurchgeführt. Die Zahnradritzeln 22a, 22b greifen in das auf der Welle 8 befestigte Kegelrad 28 ein.

Claims (1)

P a t e n t a n s p r ü c h e .

1. Strömungsmaschine (Pumpe, Gebläse, Turbine) für direkten Rohr-

einbau, deren Achse mit der Rohrachse zusammenfällt bzw. z@ dieser parallel oder a@@ähernd parallel ist, dadurch gekennzeichnet, daß das Partneraggregat (E-Motor 13, Verbrennungsmotor, Gasturbi@e, elektrischer Generator 24, Pumpe 26) derselben an einer Konsole (12) des Strömungsmaschinengehäuses (1) befestigt ist und das Maschinenelement für die Leistungsübertragung (Kette 15, Riemen, Welle 21a, 21b) zwischen der Strömungsmaschine und ihrem Partneraggregat durch eine oder mehrere hohle Stützschaufeln (3) der Strömungsmaschine in den Zentralkörper (4) derselben hineingeführt ist. (Fig. 1, Fig. 2; Fig. 4; Fig. 5, Fig. 6; Fig. 7, Fig.8; Fig. 9, Fig. 10, Fig. ii.) 2. Strömungsmaschine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichent, daß deren Zentralkörper (4) von außen belüftet ist und daß er mit einer Entwässerungsleitung (17) für das Leckwasser der Wellendichtung (6) versehcn ist, die vom Zentralkörper (4) zum Strömungsmaschinengehause (i) führt. (Fig. 1, Fig. 2; Fig. 9) 3. Strömungsmaschine nach den Ansprüchen 1 und / oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achse ihres Partneraggregates (13, 24, 26) zur Achse der Strömungsmaschine parallel, normal, spitzwinkelig oder windschief liegt. (Fig. 1, Fig. 5, Fig. 7, Fig. 7, Fig. 9) 4. Strömungsmaschine (Pumpe) nach einem der Ansprüche 1 bis 3, mit zwei koaxial angeordneten Laufrädern (10a, 10b), dadurch gekennzeichnet, daß das erste Laufrad (10a) - als Vorpumpenlaufrad -niedertourig und das zweite Laufrad (10b) - als Hauptpumpenlaufrad - hochtourig läuft, wobei der Antrieb beider Laufräder (10a, 10b) durch einen (13) oder zwei Motoren (13a, 13b) erfolgt und der bzw. die Motoren an Konsolen (12, 12a, 12b) des Strömungsmaschinengehäuses (1) befestigt sind, wobei. die Maschinenelemente für die Leistungsübertragung (Kette 15, 15a, Riemen, Welle21a, 21b) wieder durch hohle Stützschaufeln (3) der Strömungsmaschine in deren Zentralkörper (4) hineingeführt sind. (Fig. 5, Fig. 6) 5. Strömungsmaschine (Gebläse) mit mehreren, abwechselnd gegenläufig drehenden und koaxial@@ angeordneten Laufrädern (10a, 10b, 10c, 10d), dadurch gekennzeichnet, daß je zwei gegenläufig drehende Laufräder (10a und 10b bzw. 10c und 10d) von je einem Motor (13a, 13b) über Zahnradritzel (22a, 22b) angetrieben werden, wobei der Motor (13a, 13b) an einer Konsole (12a, 12b) des Strömungsmaschinengehäuses (1) gelagert und die verlängerte Motorwelle (21a, 21b) durch eine hohle Stützschaufel (3) der Strömungsmaschine in deren Zentralkörper (4) hineingeführt ist. (Fig. 7, Fig. 8) 6. Strömungsmaschine (Wasserturbine) nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an Konsolen (12a, 12b) des Strömungsmaschinengehäuses (1) ein elektrischer Generator (24) und eine Pumpe (26) befestigt sind, deren Maschinenelemente zur Leistungsübertragung (Wellen 21a, 21b, Ketten, Riemen) durch hohle Stützschaufeln (3) der Strömungsmaschine in deren Zentralkörper (4) hineingeführt sind, wobei in jedem Übertragungselement eine Kupplung (27a, 27b) angeordnet is-t. (Fig. 9, Fig. 10) 7. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß in ihrem Zentralkörper (4) ein Einschubkörper (5) angeordnet ist, der die Dichtungen (6) und Lager (7) trägt und der mit diesen und zusammen mit der Laufradwelle (8) axial nach der dem Laufrad abgewandten Seite der Strömungsmaschine ausgebaut werden kann. (Fig. 1, Fig. 9) 8. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentralkörper (4) auf der dem Laufrad (10) abgewandten Seite eine Verschlußkappe (18) trägt, deren Außendurchmesser kleiner ist als der lichte Durchmesser der benachbarten Gehäuseöffnung. (Fig. 1, Fig. 5, Fig. 7, Fig. 9) L e e r s e i t e