DE2514970A1 - ROTODYNAMIC FLUID MACHINE - Google Patents

ROTODYNAMIC FLUID MACHINE

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DE2514970A1
DE2514970A1 DE19752514970 DE2514970A DE2514970A1 DE 2514970 A1 DE2514970 A1 DE 2514970A1 DE 19752514970 DE19752514970 DE 19752514970 DE 2514970 A DE2514970 A DE 2514970A DE 2514970 A1 DE2514970 A1 DE 2514970A1
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Michael Leslie Ryall
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Weir Pumps Ltd
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    • F04D1/00Radial-flow pumps, e.g. centrifugal pumps; Helico-centrifugal pumps
    • F04D1/14Pumps raising fluids by centrifugal force within a conical rotary bowl with vertical axis
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Description

-3AlENTANWALTi]- 3 AlENTAWALTI]

DR.-ING. VON KREISLER DR.-ING. SCHONWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLERDR.-ING. BY KREISLER DR.-ING. SCHONWALD DR.-ING. TH. MEYER DR. FUES DIPL.-CHEM. ALEK VON KREISLER

DIPL-CHEM. CAROLA KELLER «BKHtfiSÄlöfeSe» DIPL-ING. SELTINGDIPL-CHEM. CAROLA KELLER «BKHtfiSÄlöfeSe» DIPL-ING. SELTING

DR.-ING. K.W. EISHOLD 5 KÖLN 1, DEICHMANNHAUSDR.-ING. K.W. EISHOLD 5 COLOGNE 1, DEICHMANNHAUS

4. April 1975 Sg-IsApril 4, 1975 Sg-Is

Weir Pumps LimitedWeir Pumps Limited

149 Newlands Road, Glasgow G44 4EX / Großbritannien149 Newlands Road, Glasgow G44 4EX / Great Britain

Rotodynamische FluidmaschineRotodynamic fluid machine

Die Erfindung bezieht sich auf Fluidmaschinen für vergleichsweise geringe Förderhöhen. Derartige Pumpen werden beispielsweise für die Landdränage, in der Kanalisation und in Abflußsystemen sowie als Wasserturbinen für die Stromerzeugung eingesetzt.The invention relates to fluid machines for comparatively low delivery heights. Such pumps are for example for land drainage, in sewers and drainage systems and as water turbines used for power generation.

Bekannte Pumpen für geringe Förderhöhen sind Schraubenradpumpen, Radial-Axlal-Pumpen (mixed-flow pumps) und Axialpumpen als Spiralgehäuse-Pumpen oder Schöpfpumpen, und Verdrängerpumpen mit Archimedischen Spiralen. Es ist für die Arbeitsbedingungen, unter denen diese Pumpen eingesetzt werden, kennzeichnend, daß der in den Sumpf, aus dem die Pumpe heraus fördert, hineingelangende Fluß hinsichtlich seiner Quantität in weiten Grenzen variieren kann, was beispielsweise auf unterschied-Known pumps for low delivery heads are helical gear pumps, radial axial pumps (mixed-flow pumps) and Axial pumps as volute casing pumps or scoop pumps, and displacement pumps with Archimedean spirals. It is characteristic of the working conditions under which these pumps are used, that the in the Sump, from which the pump delivers, the river entering in terms of its quantity within wide limits can vary, for example due to different

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liehe Regenmengen und Ablaufwassermengen zurückzuführen ist. Dies bedeutet, daß die Pumpen in wirtschaftlich arbeitenden Pumpenanlagen, die einen möglichst geringen Leistungsverbrauch aufweisen, entweder imstande sein müssen, bei niedrigen Durchflußraten mit hohem Wirkungsgrad zu arbeiten, oder daß mehrere parallel betriebene Pumpen installiert werden müssen, die entsprechend der anfallenden Plußmenge zugeschaltet werden. Eine weitere Möglichkeit besteht darin, ein Speicherbecken an der Saugseite der Pumpe vorzusehen, um einen intermittierenden Pumpenbetrieb durchzuführen.borrowed amounts of rain and runoff water is. This means that the pumps in economically working pumping systems, which are as low as possible Have power consumption, either need to be able to operate at low flow rates with high efficiency to work, or that several pumps operated in parallel must be installed, which accordingly the resulting additional quantity can be switched on. Another option is to use a storage basin to be provided on the suction side of the pump in order to carry out an intermittent pump operation.

Ein weiteres Merkmal der Betriebsbedingungen solcher Pumpen besteht darin, daß der einlaufende Fluß eine erhebliche Menge an Feststoffen in Suspension mitführen kann, von denen einige Abrieb verursachen können, und daß ziemlich große feste Brocken in den Sumpf hineingelangen können, was insbesondere zu Zeiten starker Regenfälle der Fall ist, sowie dann, wenn das spezifische Gewicht solcher Feststoffe demjenigen des Wassers nahekommt.Another feature of the operating conditions such Pumping consists in the incoming river carrying a significant amount of solids in suspension can, some of which can cause abrasion, and that rather large solid chunks get into the sump can, which is especially the case during periods of heavy rainfall, as well as when the specific Weight of such solids is close to that of water.

Für derartige Einsätze mit geringen Förderhöhen werden häufig Pumpen mit Archimedischen Spiralen benutzt. Dabei handelt es sich um großvolumige langsamlaufende Verdrängerpumpen, die systembedingt teuer sind. Sie müssen den ansteigenden Kanälen,in welchen sie arbeiten, sorgfältig angepaßt werden, wobei auf ein möglichst geringes Spiel zwischen dem Rotor und dem Kanal zu achten ist, um einen günstigen Wirkungsgrad zu erhalten. Dies verursacht erhebliche Konstruktions- und Fertigungskosten. Die Pumpen haben allerdings den Vorteil,For such applications with low heads, pumps with Archimedean spirals are often used. Included These are large-volume, low-speed positive displacement pumps that are expensive due to their system. she must be carefully matched to the ascending channels in which they operate, with the greatest possible care small play between the rotor and the channel must be observed in order to obtain a favorable degree of efficiency. This causes considerable construction and manufacturing costs. However, the pumps have the advantage

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daß der Wirkungsgrad über einen weiten Durchflußbereich ziemlich gut ist, da die von einer Verdrängerpumpe absorbierte Leistung geringer wird, wenn die Durchflußrate sich verringert. Die Beibehaltung des hohen Wirkungsgrades hängt jedoch davon ab, daß das Arbeitsspiel zwischen Rotor und Kanal im Einsatz klein bleibt. Außerdem muß die Pumpe zur Erzielung eines günstigen Wirkungsgrades mit niedriger Drehzahl betrieben werden, um die Flüssigkeitsreibung an den großen Flächen geringzuhalten. Da das zu pumpende Wasser oft Partikel enthält, die Abrieb verursachen, besteht die Gefahr, daß das Spiel mit der Zeit größer wird. Ferner ist es unmöglich, dieselbe Größe des Arbeitsspaltes bei geringen Fördermengen und bei großen Fördermengen beizubehalten, weil das Wasser bei voller Pumpenauslastung eine nach unten gerichtete Kraft auf den Rotor ausübt, wodurch dieser sich verformt. Der Arbeitsspalt muß so gewählt werden, daß er bei maximaler Rotorverformung die kleinste Größe hat. Bei geringen Fördermengen ist das Gewicht des Wassers kleiner, so daß die Verformung des Rotors ebenfalls kleiner und der Spalt breiter ist. Dies wirkt sich nachteilig auf den Wirkungsgrad und den Energieverbrauch bei geringen Fördermengen aus.that the efficiency over a wide flow range is pretty good as the power absorbed by a positive displacement pump decreases as the flow rate increases decreases. The maintenance of the high efficiency depends on the fact that the work cycle between Rotor and channel remain small in use. In addition, the pump must be used to achieve a favorable degree of efficiency be operated at low speed in order to keep the fluid friction on the large surfaces low. Since the water to be pumped often contains particles that cause abrasion, there is a risk that the game gets bigger over time. Furthermore, it is impossible to have the same size of the working gap with low flow rates and to maintain it with large flow rates, because the water is directed downwards when the pump is at full capacity Exerts force on the rotor, causing it to deform. The working gap must be chosen so that it has the smallest size at maximum rotor deformation. At low flow rates is the weight of the water smaller, so that the deformation of the rotor is also smaller and the gap is wider. This has an adverse effect on the efficiency and energy consumption at low flow rates.

Wenn Axialpumpen für die beschriebenen Einsatzarten verwandt werden, können sie nur so konstruiert sein, daß die von den Pumpen absorbierte Leistung bei konstanter Geschwindigkeit in dem Maße steigt, wie die Fördermenge abnimmt. Radial-Axialpumpen verursachen die gleichen Probleme, weil sie nicht so konstruiert werden können, daß sie bei konstanter Geschwindigkeit weniger LeistungsVerluste haben, wenn die zu fördernde Flüssig-If axial pumps are used for the types of application described, they can only be designed in such a way that that the power absorbed by the pumps at constant speed increases as the flow rate increases decreases. Radial-axial pumps cause the same Problems because they cannot be designed to run less at constant speed Loss of performance if the liquid to be pumped

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keitsmenge geringer wird. Um die Leistungscharakteristiken beim Arbeiten gegen eine nahezu konstante Druckhöhe, beispielsweise bei der Bodenentwässerung oder in Abflußsystemen, zu erhöhen, werden häufig Antriebe mit variabler Geschwindigkeit eingesetzt. Hierfür benötigt man einen aufwendigen Motor mit Kommutator, einer Fluidkupplung oder einem anderen steuerbaren System. Axialpumpen und Axial-Radialpumpen erfordern besondere Vorkehrungen bei der Konstruktion des Sumpfes am Pumpeneinlaß oder Speicherbecken, um das Problem der Bewältigung unterschiedlicher Flüssigkeitsmengen zu lösen und geeignete Saugbedingungen zu schaffen. Diese Faktoren können sehr hohe Planungskosten verursachen.quantity becomes smaller. To improve the performance characteristics when working against an almost constant pressure head, For example, in soil drainage or in drainage systems, drives are often used variable speed used. Required for this a complex motor with a commutator, a fluid coupling or another controllable system. Axial pumps and axial-radial pumps require special precautions in the construction of the sump at the pump inlet or storage basin to address the problem dissolve different amounts of liquid and create suitable suction conditions. These factors can cause very high planning costs.

Ein Kennzeichen von Turbinen, die mit geringen Druckhöhen betrieben werden, besteht darin, daß die zur Verfügung stehende Durchflußrate in weiten Grenzen variieren kann. Wenn solche Einsatzbedingungen vorliegen, verwendet man normalerweise Kaplan-Turbinen oder Francis-Turbinen. Diese Turbinen verwenden zur Anpassung an die unterschiedlichen Durchflußmengen komplizierte Torsteuersysteme für die einlaufende Strömung. Diese Torsteuersysteme werden bei Kaplan-Turbinen noch dadurch ergänzt, daß die Anstellwinkel der axial angeströmten Laufradflügel verstellt werden können. Ein derartiger Verstellmechanismus für den Anstellwinkel der Laufradflügel ist kompliziert und teuer, jedoch notwendig, um einen erheblichen Leistungsabfall bei geringen Durchflußraten zu vermeiden. Da die Verwendung verstellbarer Flügel an dem Rotor einer Francis-Turbine nicht praktikabel ist, ist der Abfall des Wirkungsgrades bei geringen Durchflußmengen bei Francis-Turbinen größer alsA characteristic of turbines that are operated at low pressure heads is that they are available standing flow rate can vary within wide limits. If such conditions of use exist, one usually uses Kaplan turbines or Francis turbines. These turbines use to adapt to the different flow rates complicated gate control systems for the incoming flow. These gate control systems in Kaplan turbines are supplemented by the fact that the angle of attack of the axially flowed Impeller blades can be adjusted. Such an adjustment mechanism for the angle of attack of the impeller blades is complicated and expensive, but necessary to allow for a significant drop in performance at low flow rates to avoid. Since the use of adjustable blades on the rotor of a Francis turbine is not practical is, the drop in efficiency at low flow rates in Francis turbines is greater than

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bei Kaplan-Turbinen.with Kaplan turbines.

Bei den bekannten rotodynamisehen Pumpen oder Kreiselpumpen ist es nötig, ein Rohrsystem oder eine Flüssigkeitsführung zwischen dem Auslaß der Pumpe,der normalerweise entweder unter oder nur geringfügig über dem Flüssigkeitsstand im Einlaßsumpf der Pumpe liegt, und dem Niveau, auf das die Flüssigkeit gepumpt werden soll und das im allgemeinen etwas mehr als 2 m oberhalb des Eingangsniveaus liegt, vorzusehen. Dieses zusätzliche Rohrsystem verursacht zusätzlich zur Pumpe Kosten. Darüber hinaus muß der Sumpf am Pumpeneinlaß sorgfältig und aufwendig konstruiert sein, um geeignete Ansaugbedingungen für gewisse rotodynamisehe Pumpen bekannter Bauart zu schaffen. Beispielsweise muß der Sumpf in bestimmten Fällen relativ tief sein, damit keine Luftstrudel am Einlaß des Pumpenansäugröhres mitgerissen werden.In the known rotodynamic pumps or centrifugal pumps it is necessary to have a pipe system or a liquid duct between the outlet of the pump, which is normally is either below or only slightly above the liquid level in the inlet sump of the pump, and the level to which the liquid is to be pumped and generally a little more than 2 m above the entrance level is to be provided. This additional pipe system causes in addition to the pump Costs. In addition, the sump at the pump inlet must be carefully and elaborately designed to be suitable Suction conditions for certain rotodynamic pumps known design. For example, the sump must be relatively deep in certain cases so that none Air vortex entrained at the inlet of the pump suction tube will.

Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, eine rotodynamische Maschine zu schaffen, die unabhängig von der jeweiligen Fördermenge in weiten Grenzen mit gleichem Wirkungsgrad betrieben werden kann, eine einfache Konstruktion ohne kritische Toleranzen aufweist, und imstande ist, auch solche Flüssigkeiten ohne Schaden zu verarbeiten, die Feststoffe mitführen und Abrieb verursachen. The object of the present invention is to provide a rotodynamic Machine to create that regardless of the respective flow rate within wide limits with the same Efficiency can be operated, has a simple construction without critical tolerances, and is able to process liquids that carry solids and cause abrasion without damage.

Nach der Erfindung ist bei einer rotodynamisehen Pumpe zum Fördern von Flüssigkeit von einem niedrigen Niveau mit freier Oberfläche zu einem höheren Niveau, mit einem auf der Höhe des unteren Niveaus liegenden Ein-According to the invention is in a rotodynamic pump for pumping liquid from a low level with a free surface to a higher level, with an entrance located at the level of the lower level

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laß und einem auf der Höhe des oberen Niveaus liegenden Auslaß vorgesehen, daß zwischen einem Laufrad und dem Auslaß ein Diffusor angeordnet ist, und daß das Laufrad und der Diffusor die gesamte Einrichtung zum Zurückhalten und Führen der Flüssigkeit zwischen dem Laufrad und dem Diffusor darstellt.let and an outlet located at the level of the upper level is provided that between an impeller and the outlet a diffuser is arranged, and that the impeller and the diffuser the entire device for Represents retaining and guiding the liquid between the impeller and the diffuser.

Ferner ist gemäß der Erfindung bei einer rotodynamischen Flüssigkeitsturbine, bei welcher die hydraulische Energie durch das Herabsinken von Flüssigkeit von einem oberenNLveau mit freier Oberfläche auf ein unteres Niveau mit freier Oberfläche gewonnen wird, mit einem Einlaß in Höhe des oberen Niveaus und einem Auslaß in Höhe des unteren Niveaus vorgesehen, daß die Turbine ein Laufrad und eine Vorrichtung zur Beschleunigung der Flüssigkeit zwischen dem Einlaß und dem Laufrad aufweist, und daß das Laufrad und die Vorrichtung zur Beschleunigung von Flüssigkeit die einzige Einrichtung zum Zurückhalten und Führen von Flüssigkeit zwischen dem Einlaß und dem Auslaß bilden.Furthermore, according to the invention, in a rotodynamic Liquid turbine, in which the hydraulic energy by the sinking of liquid from an upper level with a free surface to a lower level Free surface level is obtained, with an inlet at the level of the upper level and an outlet in Height of the lower level provided that the turbine has an impeller and a device for acceleration the liquid between the inlet and the impeller, and that the impeller and the device for Acceleration of liquid is the only means of retaining and guiding liquid between the inlet and the outlet.

Schließlich ist erfindungsgemäß bei einer rotodynamischen Fluidmaschine für den Betrieb in Flüssigkeiten, mit einem Einlaß und einem in vertikalem Abstand davon liegenden Auslaß vorgesehen, daß das auf einer Welle montierte Laufrad von einem äußeren Mantel umgeben ist und Flügel trägt, die zusammen mit dem Mantel zahlreiche Flüssigkeitsdurchgänge längs des Laufrades bilden, wobei die in den Flüssigkeitsdurchgängen befindliche Flüssigkeit, einen Strudel bildend, gegen den äußeren Mantel gedrückt wird und sich an der radial innen liegenden Grenzfläche des Strudels eine freie OberflächeFinally, according to the invention, in a rotodynamic fluid machine for operation in liquids, with an inlet and an outlet vertically spaced therefrom, which is mounted on a shaft The impeller is surrounded by an outer jacket and carries blades, which together with the jacket are numerous Form liquid passages along the impeller, the one located in the liquid passages Liquid, forming a vortex, is pressed against the outer jacket and adheres to the radially inner one Interface of the vortex is a free surface

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ausbildet, und daß oberhalb des Laufrades eine sich in Achsrichtung erstreckende Energieumwandlungsvorrichtung angeordnet ist, deren Außenradius sich nach oben, vergrößert .forms, and that above the impeller an axially extending energy conversion device is arranged, the outer radius of which increases upwards.

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Im folgenden werden einige Ausführungsbeispiele der Erfindung unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert .In the following, some exemplary embodiments of the invention are explained in more detail with reference to the figures .

Fig. 1 zeigt einen Längsschnitt durch eine erste Ausführungsform einer rotodynamisehen Pumpe für relativ geringe Förderhöhen.Fig. 1 shows a longitudinal section through a first embodiment of a rotodynamic pump for relative low head.

Fig. 2 zeigt einen Längsschnitt durch eine Pumpe, die derjenigen der Fig. 1 ähnlich ist, jedoch einen angetriebenen Diffusor aufweist, undFig. 2 shows a longitudinal section through a pump which is similar to that of Fig. 1, but a driven one Has diffuser, and

Fig. 3 zeigt eine weitere Ausführungsform einer rotodynamischen Pumpe mit einem festen Diffusor.Fig. 3 shows a further embodiment of a rotodynamic Pump with a fixed diffuser.

Die in Fig. 1 abgebildete rotodynamische Pumpe besitzt einen hohlen dünnwandigen Rotor in Form eines Flügelrades 10, das einen kreisförmigen Querschnitt aufweist und im wesentlichen vertikal montiert ist. Das Flügelrad ist sowohl am unteren als auch am oberen Ende offen, Die Form des Flügelrades kann beträchtlich variieren, jedoch ist bei der dargestellten Ausführungsform der Innendurchmesser am oberen Ende 12 größer als der Innendurchmesser am unteren Ende 14. Der Innendurchmesser vergrößert sich kontinuierlich vom unteren bis zum oberen Ende. Das Rotorflügelrad 10 hat daher eine Hohlkonusform. The rotodynamic pump shown in Fig. 1 has a hollow thin-walled rotor in the form of an impeller 10 which has a circular cross-section and is mounted substantially vertically. The impeller is open at both the lower and the upper end, The shape of the impeller can vary considerably, however, in the illustrated embodiment, FIG The inner diameter at the upper end 12 is greater than the inner diameter at the lower end 14. The inner diameter increases continuously from the bottom to the top. The rotor impeller 10 therefore has a hollow cone shape.

An dem Flügelrad sind im "Inneren der ringförmigen Kammer 16 Flügel 18 angebracht, die sich durch die gesamte Kammer hindurch erstrecken. Die Flügel 18 sind so angeordnet, daß sie sich vom Boden 14 des Rotors 10 oderOn the impeller are inside the annular chamber 16 wings 18 attached, which extend through the entire chamber through. The wings 18 are arranged so that they are from the bottom 14 of the rotor 10 or

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von der Nähe des Bodens aus bis zu einer Höhe 7I erstrecken, die vorzugsweise dicht unterhalb des oberen Endes 12 des Rotors liegt. Auf diese Weise wird entlang des Rotors ein spiralförmiger Weg gebildet. Bei der Ausführungsform nach Fig. 1 sind die Flügel mit ihren inneren Rändern an dem unteren Teil des Flügelrades 10 an einer Nabe 20 befestigt, die auf einer vertikalen Antriebswelle 22 befestigt ist und sich mit dieser dreht. Das rotierende Flügelrad wird weiter von einem inneren Mantel 24 verstärkt, der oberhalb der Nabe 20 an den spiralförmigen Flügeln 18 angebracht ist, Ein äußerer Mantel 26 ragt über das untere Ende der Nabe 11 hinaus,und die an dem Mantel 26 befestigten Flügel 18 haben schräge Stirnkanten, so daß sie von dem äußeren Mantel 26 aus radial nach innen zur Nabe 20 ragen.extend from the vicinity of the ground to a height 7I, which is preferably just below the upper end 12 of the rotor. That way it gets along of the rotor formed a spiral path. In the embodiment of FIG. 1, the wings are with their inner edges attached to the lower part of the impeller 10 on a hub 20 which is on a vertical drive shaft 22 is attached and rotates with this. The rotating impeller is continued by reinforced an inner jacket 24 attached to the helical vanes 18 above the hub 20, An outer jacket 26 protrudes beyond the lower end of the hub 11 and which is attached to the jacket 26 Wings 18 have inclined end edges so that they radially inward from the outer shell 26 to the hub 20 tower.

Die Antriebswelle 22 rotiert in einem oberen Radialdrucklager 30, das in einer starren Lagerfassung 3I montiert ist. Das untere Ende der Welle 2 ist in einem in dem Pumpensumpf J>6 montierten Radiallager 3^ gelagert. The drive shaft 22 rotates in an upper radial thrust bearing 30 which is mounted in a rigid bearing mount 3I. The lower end of the shaft 2 is mounted in a radial bearing 3 ^ mounted in the pump sump J> 6.

Die gesamte Pumpe ist an einer Halterung 32 in einer öffnung 38 eines aus Beton bestehenden Führungsabschnittes 54 vertikal hängend angebracht. Die öffnung 38 ist in Draufsicht kreisförmig und verjüngt sich von oben nach unten. Die konvergierende Fläche hat die Form einer auf dem Kopf stehenden Glocke, was für einen leistungsfähigen Betrieb der Pumpe wichtig ist.The entire pump is on a bracket 32 in one opening 38 of a guide section made of concrete 54 hanging vertically. The opening 38 is circular in plan view and tapers from up down. The converging surface is in the shape of an upside-down bell, what one efficient operation of the pump is important.

Das Flügelrad 10 der Pumpe ist so montiert, daß esThe impeller 10 of the pump is mounted so that it

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an seinem unteren Ende 14 bis unter den Flüssigkeitsstand 4O im Sumpf J56, aus dem die Flüssigkeit abgesaugt werden soll, ragt. Es ist generell von Wichtigkeit, daß sowohl der äußere Mantel 26 als auch die Enden 28 der Flügel l8 bis unter den Flüssigkeitsspiegel ragen. In dem Sumpf sind fest angebrachte (nicht dargestellte) Führungsmittel angebracht, die die Strömung zu der kreisförmigen Öffnung am unteren Ende 14 des Flügelrades leiten und ein Vorrotieren der zu pumpenden Flüssigkeit verhindern.at its lower end 14 to below the liquid level 40 in the sump J56, from which the liquid is sucked off should be, protrudes. It is generally important that both the outer jacket 26 and the Ends 28 of the wings l8 protrude below the liquid level. Fixed in the swamp Guide means (not shown) attached to the flow to the circular opening at the bottom Guide the end 14 of the impeller and prevent the liquid to be pumped from rotating.

Oberhalb des Flügelrades 10 ist eine Vorrichtung zur Umwandlung der Rotationsenergie in statische Energie bzw. ein Diffusorabschnitt 42 vorhanden, der einen äußeren und einen inneren kegelstumpfförmigen Mantel 44 bzw. 46 aufweist. Die Mantel bilden einen ringförmigen Kanal 48, dessen Durchmesser nach oben hin ansteigt, und in dem Leitflügel 75 zwischen den Mänteln 44 und 46 angeordnet sind.Above the impeller 10 is a device for converting the rotational energy into static energy or a diffuser section 42 is present, the one outer and an inner frustoconical shell 44 and 46, respectively. The jacket form an annular channel 48, the diameter of which increases towards the top, and disposed in the guide vane 75 between the shells 44 and 46.

Der Diffusorabschnitt 42 ist frei drehbar auf der Pumpenwelle 22 montiert. Zu diesem Zweck sind ein oberes Radiallager 50 und ein unteres Radialdrucklager 52 vorgesehen. Der Diffusorabschnitt 42 wird durch den Durchgang der gepumpten Flüssigkeit in Drehung versetzt,The diffuser section 42 is freely rotatable on the Pump shaft 22 mounted. For this purpose there are an upper radial bearing 50 and a lower radial thrust bearing 52 provided. The diffuser section 42 is through the The passage of the pumped liquid is rotated,

Das aus dem Diffusorabschnitt 42 austretende Fluid durchströmt einen stationären Diffusorabschnitt ^k, der keine Flügel aufweist und zweckmäßigerweise von der die öffnung 38 bildenden Betonstruktur gebildet wird. Der stationäre Abschnitt 54 ist glockenförmig gestaltet. Die Betonkonstruktion mit der öffnungThe light emerging from the diffuser portion 42 fluid flows through a stationary diffuser section ^ k which has no wings and advantageously from the opening 38 is formed forming concrete structure. The stationary section 54 is bell-shaped. The concrete structure with the opening

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ist innerhalb des Beckens angeordnet, in das die Flüssigkeit hineingepumpt werden soll.is located within the basin into which the liquid is to be pumped.

Wenn das oben beschriebene Flügelrad 10 von einem (nicht dargestellten) Motor am oberen Ende der Welle 22 angetrieben wird, wird Flüssigkeit in den schraubenförmigen Kanal 16 eingezogen und durch die Flügel 18 des Flügelrades in Rotation bzw. in einen Wirbel versetzt. Dieser Wirbel bewirkt, daß die Flüssigkeit in dem äußeren Mantel 26 des Flügelrades 10 nach oben fließt, und daß sich an der Innenseite (am Innendurchmesser) des Flüssigkeitsstrudels eine flüssigkeitsfreie Oberfläche 60 ausbildet. Die Oberfläche 6θ der Flüssigkeit ist im Querschnitt im wesentlichen kreisförmig, obwohl die radiale Tiefe der Flüssigkeit zwischen zwei Flügeln variiert und an der Vorderfläche eines Flügels am größten ist. Die Flüssigkeit wird schließlich mit Geschwindigkeitskomponenten sowohl in tangentialer als auch in vertikaler Richtung in den drehbaren mit Flügeln versehenen Diffusorabschnitt 42 entlassen und strömt von dort in den stationären flügellosen Diffusorabschnitt 5^· Wenn die Flüssigkeit spiralförmig an der Oberfläche der Diffusorabschnltte 42 und 54 entlang aufwärtsströmt, wird ihre Geschwindigkeitsenergie in statische oder stationäre Energie umgewandelt. Die gekrümmte Oberfläche des stationären flügellosen Diffusorabschnlttes 54 sollte so ausgebildet sein, daß eine kräftige wirbelfreie Verteilung der Flüssigkeit erfolgt, wenn diese spiralförmig an dem Diffusorabschnitt hochströmt .If the impeller 10 described above from a (not shown) motor at the top of the shaft 22 is driven, liquid is drawn into the helical channel 16 and through the vanes 18 of the impeller set in rotation or in a vortex. This vortex causes the liquid flows upwards in the outer casing 26 of the impeller 10, and that on the inside (at the inside diameter) of the liquid vortex forms a liquid-free surface 60. The surface 6θ of the liquid is substantially circular in cross-section, although the radial depth of the liquid is between two Wings varies and is largest on the front surface of a wing. The liquid will eventually come with it Velocity components in both tangential and vertical directions in the rotatable ones with wings provided diffuser section 42 discharged and flows from there into the stationary wingless diffuser section 5 ^ · When the liquid spirals along the surface of diffuser sections 42 and 54 flows upwards, their velocity energy is converted into static or stationary energy. The curved one Surface of the stationary wingless diffuser section 54 should be designed in such a way that there is a strong vortex-free distribution of the liquid, when this spirals up the diffuser section.

Die in Fig. 2 abgebildete modifizierte AusfuhrungsformThe modified embodiment shown in FIG

- 12 5098A3/0657 - 12 5098A3 / 0657

25H97025H970

gleicht derjenigen der Fig. 1, mit der Ausnahme, daß der drehbare Diffusorabschnitt 42 angetrieben ist. In Fig. 2 sind diejenigen Teile, die denjenigen der Fig. 1 gleichen, mit dem gleichen Bezugszeichen versehen. In Abänderung dazu wird die Pumpenwelle 22 jedoch über ein Getriebe 72 von einem Elektromotor 70 angetrieben. Ein erster Ausgang "Jk des Getriebes versetzt die Pumpenwelle in Drehung und ein zweiter Ausgang 76 treibt den Diffusorabschnitt 42 über ein rohrförmiges Verbindungsstück 78 an, das die Pumpenwelle 22 koaxial umgibt.is similar to that of Figure 1 except that the rotatable diffuser section 42 is driven. In FIG. 2, those parts which are the same as those in FIG. 1 are provided with the same reference numerals. As a modification to this, however, the pump shaft 22 is driven by an electric motor 70 via a gear 72. A first output "Jk of the gearbox rotates the pump shaft and a second output 76 drives the diffuser section 42 via a tubular connector 78 which surrounds the pump shaft 22 coaxially.

Die Zahnräder des Getriebes 72 sind so ausgewählt, daß der Diffusorabschnitt 42 mit geringerer Geschwindigkeit rotiert als die Pumpenwelle 22.The gears of the transmission 72 are selected so that the diffuser section 42 at a slower speed rotates as the pump shaft 22.

Bei einer modifizierten Ausführungsform der in den Fig. 1 und 2 abgebildeten Diffusoren ist der äußere Mantel des Diffusors feststehend und der innere Mantel, an dem die Flügel befestigt sind, rotiert in dem äußeren Mantel. Zwischen den äußeren Flügelkanten und dem äußeren Mantel ist ein geringes Spiel vorgesehen. Dieses Ausführungsbeispiel ist zeichnerisch nicht dargestellt. Bei einem weiteren Ausführungsbeispiel sind mehrere nacheinander angeordnete Diffusoren vorgesehen.In a modified embodiment of the diffusers shown in FIGS. 1 and 2, the outer one is The jacket of the diffuser is fixed and the inner jacket, to which the blades are attached, rotates in the outer one A coat. There is a slight play between the outer wing edges and the outer shell. This Embodiment is not shown in the drawing. In another embodiment, are several diffusers arranged one after the other are provided.

In allen anderen Punkten ist das Ausführungsbeispiel der Fig. 2 gleich demjenigen der Fig. 1.In all other points, the exemplary embodiment in FIG. 2 is the same as that in FIG. 1.

Bei dem in Fig. 3 dargestellten Ausführungsbeispiel ist der drehbare Diffusorabschnitt 42 fortgelassen und das Flügelrad 10 fördert direkt in einen feststehendenIn the embodiment shown in FIG. 3, the rotatable diffuser section 42 is omitted and the impeller 10 promotes directly into a stationary one

- 15 5098Λ3/0657 - 15 5098Λ3 / 0657

25U97025U970

Diffusorabschnitt 54.Diffuser section 54.

Auch in Fig. 3 sind diejenigen Teile, die denjenigen der Fig. 1 und 2 gleichen, mit den dort verwendeten Bezugszeichen bezeichnet. Es sei jedoch darauf hingewiesen, daß das untere Ende der Welle 22 hier nicht in einem Lager gelagert ist, sondern daß von dem Tragrahmen 32 ein Ansatz nach unten ragt, der ein Zwischenlager 134 für die Welle trägt.Also in Fig. 3 are those parts that those 1 and 2 are the same, denoted by the reference numerals used there. It should be noted, however, that the lower end of the shaft 22 is not mounted in a bearing here, but that of the support frame 32 an approach protrudes downwards, which is an intermediate storage 134 for the shaft.

Der feststehende Diffusorabschnitt 54 braucht nicht mit FührungsflugeIn versehen zu sein, jedoch sind bei dem Ausführungsbeispiel nach Fig. 3 solche Führungsflügel 73 vorgesehen. The fixed diffuser section 54 does not need to be to be provided with a pilot flight, however, are at the embodiment according to FIG. 3, such guide wings 73 are provided.

Weitere modifizierte Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Pumpe sind in im wesentlichen gleicher Weise konstruiert wie die oben beschriebenen, jedoch mit einem bemerkenswerten Unterschied. Bei dieser modifizierten Ausführungsform ist der äußere Mantel 26 des Flügelrades 10 nicht an den Rotorflügeln 18 befestigt und rotiert auch nicht. Die Flügel des Flügelrades sind an dem konisch ausgebildeten inneren Mantel 24 und der Nabe 20 befestigt, die von der Antriebswelle 22 gedreht werden, und laufen mit feinem Spiel zwischen ihren Außenkanten und der Innenfläche des äußeren Mantels 26 um.Further modified embodiments of the invention Pumps are constructed in essentially the same way as those described above, but with a notable difference. In this modified embodiment, the outer shell 26 is the impeller 10 is not attached to the rotor blades 18 and does not rotate either. The blades of the impeller are on attached to the conical inner shell 24 and the hub 20, which is rotated by the drive shaft 22 are, and run with a fine game between their outer edges and the inner surface of the outer shell 26 around.

Bei einer weiteren (nicht dargestellten) Abänderung ist der Außendurchmesser des Flügelrades über die Länge des Flügelrades konstant, was bedeutet, daß der äußere Mantel zylindrisch ist.In a further modification (not shown), the outer diameter of the impeller is along the length of the impeller constant, which means that the outer shell is cylindrical.

Während des Betriebes wird bei jeder der beschriebenenDuring operation, each of the described

- 14 50984 3/0657- 14 50984 3/0657

25U97025U970

Pumpen, wenn der Flüssigkeitsstand in dem Pumpensumpf 36 fällt, weniger Flüssigkeit in das Flügelrad 10 eingezogen, was auf die Form des Vorderendes der spiralförmigen Flügel zurückzuführen ist. Daher nimmt die radiale Tiefe des rotierenden Flüssigkeitsstrudels im Inneren des Flügelrades ab. Da der Wirbel, in den dieser dünnere rotierende Flüssigkeitsstrudel versetzt wird, sich nur wenig von demjenigen unterscheidet, in dem ein radial stärkerer Strudelring bei größeren Fördermengen versetzt wird, bleibt die von dem Flügelrad erzeugte Saughöhe nahezu konstant. Die Leistungsaufnahme des Rotors fällt nahezu proportional mit der Reduzierung der zu pumpenden Flüssigkeitsmenge. Auf diese Weise steigen sowohl die volumetrische Strömungsrate durch die Pumpe als auch die aufgenommene Leistung, wenn der Flüssigkeitsstand im Sumpf steigt, und sie fallen in dem Maße, wie der Flüssigkeitsstand im Sumpf abfällt. Die Pumpe ist auf diese Weise selbstregelnd und arbeitet vom Maximaldurchsatz bis zu einem ganz kleinen Bruchteil dieses Maximaldurchsatzes mit hohem Wirkungsgrad. Ihre Leistungsfähigkeit bei bestem Wirkungsgrad schneidet im Vergleich zu konventionellen Zentrifugalpumpen, Axial-Radialpumpen oder Axialpumpen günstig ab, weil keine Scheiben-Reibungsverluste vorhanden sind, wie sie bei herkömmlichen Zentrifugalpumpen und Radial-Axialpumpen (mixed flow pumps) auftreten. Außerdem sind die Leckverluste, die zwischen Rotor und Diffusor auftreten, nur ganz gering. Die Reibungsverluste in den Flüssigkeitsdurchgängen im Inneren des Flügelrades und in dem rotierenden Diffusorabschnitt können bei einer Pumpe der beschriebenen Art sehr gering gehalten werden, weil die Relativgeschwin-Pumping, when the liquid level in the pump sump 36 drops, less liquid is drawn into the impeller 10, which is due to the shape of the leading end of the spiral blades. Therefore, the radial depth of the rotating fluid vortex inside the impeller. Because the vortex in which this thinner rotating fluid vortex is only slightly different from the one in to which a radially stronger vortex ring is displaced for larger flow rates, that of the impeller remains generated suction lift almost constant. The power consumption of the rotor falls almost proportionally with the Reduction of the amount of liquid to be pumped. This increases both the volumetric flow rate through the pump and the power consumed, when the liquid level in the sump rises, and they fall as the liquid level in the sump falls off. The pump is self-regulating in this way and works from the maximum throughput to a whole small fraction of this maximum throughput with high efficiency. Your performance with the best possible degree of efficiency cuts compared to conventional centrifugal pumps, axial-radial pumps or axial pumps low because there are no disc friction losses, as is the case with conventional centrifugal pumps and radial-axial pumps (mixed flow pumps) occur. In addition, the leakage losses that occur between Rotor and diffuser occur only very slightly. The friction losses in the fluid passages inside of the impeller and in the rotating diffuser section can in a pump of the type described be kept very low because the relative speed

- 15 509843/0657 - 15 509843/0657

25U97025U970

- IMr- - IMr-

digkeiten der Flüssigkeit im Vergleich zu konventionellen rotodynamisehen Pumpen für die gleiche Förderhöhe gering sind, und weil es zweckmäßig und wirtschaftlich ist, den Konus und die Flügel von Flügelrad und Diffusor aus dünnem korrosionsbeständigem Blech aus Edelstahl oder einer Kupferlegierung herzustellen oder aus verstärktem oder unverstärktem Kunststoff. All diese Lösungen ergeben sehr glatte Oberflächen, Auch der stationäre Diffusorabschnitt oberhalb des Rotors kann mit sehr glatter Oberfläche hergestellt werden.fluid properties compared to conventional ones rotodynamic pumps are low for the same delivery head are, and because it is convenient and economical, the cone and the blades of the impeller and diffuser Manufactured from thin, corrosion-resistant sheet metal made from stainless steel or a copper alloy or from reinforced or unreinforced plastic. All of these solutions result in very smooth surfaces, even the stationary ones Diffuser section above the rotor can be made with a very smooth surface.

Die oben beschriebenen Pumpen eignen sich sehr gut zum Pumpen von Flüssigkeiten, die Festkörper in Suspension enthalten, wie Kanalisationsabwässer und Dränageabwässer von Sturmdränagen. Diese Eignung beruht auf der Tatsache, daß die Pumpe, weil kein Pumpengehäuse benötigt wird, so konstruiert werden kann, daß sie mit geringeren maximalen Relativgeschwindigkeiten läuft als herkömmliche rotodynamisehe Pumpen für ähnliche Einsätze. Auf diese Weise wird die Gefahr der Beschädigung durch aufstoßende Festkörper und Abrieb vermindert. Da nur eine sehr begrenzte Abhängigkeit von feinen Toleranzen bzw. von engem Spiel gegeben ist, werden die Schwierigkeiten der Beibehaltung eines derartigen Spiels bei Abrieb, wie sie in archimedischen Schraubenpumpen und konventionellen rotodynamisehen Pumpen auftreten, vermieden. Die großen Abstände der Flügel in der Pumpe lassen es zu, mit der Pumpe auch großes Feststoffgut zu fördern. Die Förderung von solchem Feststoffgut kann dadurch unterstützt werden, daß eine kurze (nicht abgebildete) Einführungsvorrichtung für die Schraube am unteren Ende der Rotorwelle angebracht wird.The pumps described above are very suitable for pumping liquids, which are solids in suspension contain, such as sewer sewage and drainage sewage from storm drains. This suitability is based on the fact that, because no pump housing is required, the pump can be designed to operate with lower maximum Relative speeds run as conventional rotodynamic pumps for similar applications. To this In this way, the risk of damage from solid objects and abrasion is reduced. There is only one very If there is a limited dependence on fine tolerances or close play, the difficulties become the retention of such backlash in the event of abrasion, as is the case in Archimedean screw pumps and conventional ones rotodynamic pumps are avoided. The large distances between the wings in the pump leave it to convey large solids with the pump. The conveyance of such solid material can be supported by a short (not shown) Insertion device for the screw is attached to the lower end of the rotor shaft.

- 16 509843/0657 - 16 509843/0657

25U97025U970

Die vertikale Aufhängung der Pumpe oberhalb des Pumpeneinlaßsumpfes und der Verzicht auf ein konventionelles Pumpengehäuse sind die Gründe für geringe Installationskosten und geringen Raumbedarf. Die Rotoren können ohne Schwierigkeiten vertikal angehoben werden, um Inspektionen oder Wartungsarbeiten durchführen zu können.The vertical suspension of the pump above the pump inlet sump and the lack of a conventional pump housing are the reasons for low installation costs and low space requirements. The rotors can do without Difficulty lifting vertically for inspection or maintenance.

Die oben beschriebenen Pumpen können auch als Turbinen für geringe Druckhöhen betrieben werden, wenn der Flüssigkeitsstrom umgedreht wird. Der volumetrische Fluß wird dabei dadurch reguliert, daß ein ringförmiges Absperrorgan am oberen Ende der Pumpe angehoben und abgesenkt wird, um die radiale Tiefe des spiralförmig in die Öffnung 58 einströmenden Flusses und damit die Ausgangsleistung der Turbine zu beeinflussen. Die Turbine besitzt einen hohen maximalen Wirkungsgrad und halt einen hohen Wirkungsgrad über einen weiten Durchflußbereich bei konstanter Geschwindigkeit aufrecht. Man verfügt damit über eine vorzügliche hydraulische Kraftmaschine für die Stromerzeugung.The pumps described above can also be operated as turbines for low pressure heads if the Liquid flow is reversed. The volumetric flow is regulated by the fact that an annular Gate valve at the top of the pump is raised and lowered to the radial depth of the spiral into the opening 58 flowing flow and thus to influence the output power of the turbine. The turbine has a high maximum efficiency and maintains a high efficiency over a long period Flow range upright at constant speed. This gives you an excellent hydraulic system Prime mover for power generation.

Mit den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen und Modifizierungen der Erfindung ist es nicht nötig, komplexe Mehrfachtore und Flügel mit variablen Anstellwinkeln, wie sie für Kaplan- und Franc!s-Flüssigkeitsturbinen eingesetzt werden, zu verwenden. Die erfindungsgemäße Maschine kann jedoch hinsichtlich ihrer Leistungsfähigkeit mit den genannten Maschinen über einen weiten Durchflußbereich hinweg konkurrieren.With the embodiments described above and Modifications of the invention do not require complex ones Multiple doors and wings with variable angles of attack, such as those for Kaplan and Franc! S liquid turbines used to use. The machine according to the invention can, however, in terms of its performance compete with said machines over a wide range of flow rates.

Wenn eine Pumpe nach den Fig. 1 und 2 für Flüssigkeiten benutzt wird, die Festkörper in Suspension enthalten,If a pump according to FIGS. 1 and 2 is used for liquids which contain solids in suspension,

- 17 509843/0657 - 17 509843/0657

25U97025U970

wird durch die Verwendung eines drehbaren Diffusorbereiches 42,der rotierende Flügel 75 aufweist, sichergestellt, daß allen Festkörperbestandteilen von den Flügeln sowohl im Flügelrad 10 als auch in dem drehbaren Diffusorbereich 42 Zentrifugalkräfte mitgeteilt werden. Auf diese Weise können alle Feststoffe, die durch die Bodenöffnung in das Flügelrad 10 eintreten, zwangsweise bis zum oberen Ende des drehbaren Diffusorbereich.es 42 getrieben werden, unabhängig von der volumetrisehen Durchflußrate der Flüssigkeit. Die kinetische Energie der Feststoffteile reicht zusammen mit der auf die Feststoffteile einwirkenden Mitreißwirkung des Flüssigkeitsstromes im allgemeinen aus, um die Feststoffteile über den verbleibenden flachen stationären glockenförmigen Diffusorbereich 54,Q.h. auf das Niveau des Pumpenauslasses, anzuheben. In Fällen, in denen ausnahmsweise schwer zu pumpende Feststoffe vorliegen, kann der stationäre Diffusorbereich 54 am oberen Pumpenende fortgelassen werden. Dabei erleidet man eine gewisse Einbuße hinsichtlich der Wirksamkeit des Diffusors und daher eine Verringerung des Gesamtwirkungsgrades der Pumpe. Große Abstände zwischen den Flügeln in dem drehbaren Diffusor bedeuten, daß großformatige Feststoffe damit gefördert werden können.is achieved through the use of a rotatable diffuser area 42, which has rotating vanes 75, ensures that all solid components from the Communicated centrifugal forces in both the impeller 10 and the rotatable diffuser area 42 will. In this way, any solids entering the impeller 10 through the bottom opening can forced to be driven to the upper end of the rotatable Diffusorbereich.es 42, regardless of the volumetric flow rate of the liquid. The kinetic The energy of the solid parts is sufficient together with the entrainment effect acting on the solid parts of the liquid flow in general out to the solid parts over the remaining flat stationary bell-shaped diffuser area 54, Q.h. to the level of the pump outlet. In cases where solids are exceptionally difficult to pump are present, the stationary diffuser area 54 at the top of the pump can be omitted. Included there is some loss of effectiveness of the diffuser and therefore a reduction the overall efficiency of the pump. Large distances between the blades in the rotatable diffuser mean that large-format solids can be promoted with it.

_ 18 509843/0657 _ 18 509843/0657

Claims (1)

25H97025H970 - ι S -- ι S - AnsprücheExpectations 1.)Rotodynamisehe Pumpe zum Fördern von Flüssigkeit von einem niedrigen Niveau mit freier Oberfläche zu einem höheren Niveau, mit einem auf der Höhe des unteren Niveaus liegenden Einlaß und einem auf der Höhe des oberen Niveaus liegenden Auslaß, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen einem Laufrad (10) und dem Auslaß ein Diffusor (42) angeordnet ist, und daß das Laufrad (10) und der Diffusor (42) die gesamte Einrichtung zum Zurückhalten und Führen der Flüssigkeit zwischen dem Laufrad (10) und dem Diffusor (42) darstellt.1.) Rotodynamic pump for pumping liquids from a low level with a free surface to a higher level, with one on top the inlet located at the lower level and an outlet located at the level of the upper level, thereby characterized in that a diffuser (42) is arranged between an impeller (10) and the outlet, and that the impeller (10) and the diffuser (42) includes all of the means for retaining and guiding the liquid therebetween represents the impeller (10) and the diffuser (42). 2. Pumpe nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß eine die Pumpe mit im wesentlichen konstanter Geschwindigkeit antreibende Antriebsvorrichtung vorgesehen ist.2. Pump according to claim 1, characterized in that the pump with substantially constant speed driving drive device is provided. j5. Pumpe nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen des Laufrades (10) und des Diffusors (42) im wesentlichen vertikal verlaufen.j5. Pump according to claim 1 or 2, characterized in that that the axes of the impeller (10) and the diffuser (42) are essentially vertical. 4. Rotodynamisehe Flüssigkeitsturbine, bei welcher die hydraulische Energie durch das Herabsinken von Flüssigkeit von einem oberen Niveau mit freier Oberfläche auf ein unteres Niveau mit freier Oberfläche gewonnen wird, mit einem Einlaß in Höhe des oberen Niveaus und einem Auslaß in Höhe des unteren Niveaus, dadurch gekennzeichnet, daß4. Rotodynamic liquid turbine, in which the hydraulic energy from the sinking of liquid from an upper level with a free surface is recovered to a lower level with a free surface, with an inlet at the level of the upper one Levels and an outlet at the level of the lower level, characterized in that - 19 509843/0657 - 19 509843/0657 25U97025U970 die Turbine ein Laufrad (10) und eine Vorrichtung (42) zur Beschleunigung der Flüssigkeit zwischen dem Einlaß und dem Laufrad aufweist, und daß das Laufrad und die Vorrichtung (42) zur Beschleunigung von Flüssigkeit die einzige Einrichtung zum Zurückhalten und Führen von Flüssigkeit zwischen dem Einlaß und dem Auslaß bilden.the turbine has an impeller (10) and a device (42) for accelerating the liquid between the inlet and the impeller, and that the impeller and the device (42) for acceleration of liquid is the only means of retaining and guiding liquid between the inlet and the outlet. 5. Turbine nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Achsen des Laufrades (10) und der Vorrichtung (42) zur Beschleunigung von Flüssigkeit im wesentlichen vertikal verlaufen.5. Turbine according to claim 4, characterized in that the axes of the impeller (10) and the liquid accelerating device (42) are substantially vertical. 6. Rotodynamische Fluidmaschine für den Betrieb in Flüssigkeiten, mit einem Einlaß und einem in vertikalem Abstand davon liegenden Auslaß, dadurch gekennzeichnet, daß das auf einer Welle (22) montierte Laufrad (10) von einem äußeren Mantel (26) umgeben ist und Flügel (18) trägt, die zusammen mit dem Mantel zahlreiche Flüssigkeitsdurchgänge längs des Laufrades bilden, wobei die in den Flüssigkeitsdurchgängen befindliche Flüssigkeit, einen Strudel bildend, gegen den äußeren Mantel gedrückt wird und sich an der radial innen liegenden Grenzfläche des Strudels eine freie Oberfläche (60) ausbildet, und daß oberhalb des Laufrades eine sich in Achsrichtung erstreckende Energieumwandlungsvorrichtung (42) angeordnet ist, deren Außenradius sich nach oben vergrößert. 6. Rotodynamic fluid machine for operation in liquids, with an inlet and an outlet vertically spaced therefrom, characterized in that that the impeller (10) mounted on a shaft (22) is surrounded by an outer casing (26) and carries vanes (18) which together form with the jacket numerous fluid passages along the impeller, the fluid in the fluid passages forming a vortex forming, is pressed against the outer jacket and is located on the radially inner boundary surface of the Strudels forms a free surface (60), and that above the impeller one extends in the axial direction extending energy conversion device (42) is arranged, the outer radius of which increases upwards. 7. Fluidmaschine nach Anspruch 6, dadurch g e -7. Fluid machine according to claim 6, characterized in that g e - - 20 509843/0657 - 20 509843/0657 25U97025U970 kennzeichnet, daß die Welle (22) im wesentlichen vertikal ausgerichtet ist.indicates that the shaft (22) is oriented substantially vertically. 8. Fluidmaschine nach Anspruch 6 oder 7, dadurch gekennzeichne t , daß der Radius des äußeren Mantels (26) sich nach oben hin vergrößert.8. Fluid machine according to claim 6 or 7, characterized in that the radius of the outer shell (26) increases towards the top. 9- Fluidmaschine nach Anspruch 6 oder 7* dadurch gekennzeichnet , daß der äußere Mantel (26) zylindrisch ausgebildet ist.9- fluid machine according to claim 6 or 7 * thereby characterized in that the outer jacket (26) is cylindrical. 10. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 9, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (18) spiralförmig montiert sind.10. Fluid machine according to one of claims 6 to 9, characterized in that the wings (18) are mounted in a spiral. 11. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Flügel (18) an einer von dem unteren Ende der Welle (22) getragenen Nabe (20) befestigt sind.11. Fluid machine according to one of claims 6 to 10, characterized in that the blades (18) are attached to a hub (20) carried by the lower end of the shaft (22). 12. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantel (26) mit der Welle (22) montiert und die Flügel (18) an ihm befestigt sind.12. Fluid machine according to one of claims 6 to 11, characterized in that the outer shell (26) is mounted to the shaft (22) and the blades (18) are attached to it. 15. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 11, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantel (26) drehfest angebracht ist, und daß zwischen den Flügeln (l8) und dem Mantel (26) ein Spiel vorhanden ist.15. Fluid machine according to one of claims 6 to 11, characterized in that the outer jacket (26) is attached non-rotatably, and that there is a game between the wings (18) and the jacket (26). 509843/0657 - 21 -509843/0657 - 21 - 25U97025U970 14. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis Γ3, dadurch gekennzeichnet, daß ein innerer Mantel (24) vorgesehen ist, der vom oberen Ende der Nabe (20) ausgeht und die Flügel (18) oberhalb der Nabe stützt.14. Fluid machine according to one of claims 11 to Γ3, characterized in that there is provided an inner jacket (24) extending from the upper The end of the hub (20) goes out and supports the wings (18) above the hub. 15. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Mantel (26) und die Flügel (18) bis unter das untere Ende der Nabe (20) ragen, und daß die unteren Enden der Flügel (l8), soweit sie von der Nabe (20) radial nach außen abstehen, nach unten abgeschrägt sind.15. Fluid machine according to one of claims 11 to 14, characterized in that the outer jacket (26) and the wings (18) to below the lower end of the hub (20) protrude, and that the lower ends of the wings (l8) as far as they are from the hub (20) protrude radially outwards, are beveled downwards. 16. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 15* dadurch gekennzeichnet, daß die Energieumwandlungsvorrichtung (42) drehbar um die Achse des Laufrades (10) montiert ist und Flügel (75) aufweist.16. Fluid machine according to one of claims 6 to 15 * characterized in that the energy conversion device (42) is rotatably mounted about the axis of the impeller (10) and has blades (75). 17. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 16, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieumwandlungsvorrichtung (42) frei um die Welle (22) des Laufrades drehbar ist.17. Fluid machine according to one of claims 6 to 16, characterized in that the energy conversion device (42) is freely rotatable about the shaft (22) of the impeller. 18. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis l6, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieumwandlungsvorrichtung (42) mit einer Geschwindigkeit angetrieben ist, die geringer ist als die Drehgeschwindigkeit des Laufrades (10).18. Fluid machine according to one of claims 6 to l6, characterized in that the energy conversion device (42) is driven at a speed that is slower than the speed of rotation of the impeller (10). - 22 -- 22 - 509843/0657509843/0657 25U97025U970 19· Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Leitflügel (75) der Energieumwandlungsvorrichtung (42) zum inneren Mantel (46) hin geformt und an diesem befestigt sind.19 · fluid machine according to one of claims 16 to 18, characterized in that the guide vanes (75) of the energy conversion device (42) are formed towards the inner jacket (46) and attached to it. 20. Fluidmaschine nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß ein äußerer Mantel (44), der die Energieumwandlungsvorrichtung bildet, feststehend angeordnet ist, und daß zwischen den Außenkanten der Führungsflügel (75) und dem äußeren Mantel (44) ein Laufspiel vorhanden ist.20. Fluid machine according to claim 19, characterized in that an outer jacket (44), which forms the energy conversion device, is fixedly arranged, and that between the outer edges the guide wing (75) and the outer shell (44) there is a running game. 21. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 20, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieumwandlungsvorrichtung einen ringförmigen, glockenförmig erweiterten feststehenden Durchlaß (54) aufweist.21. Fluid machine according to one of claims 6 to 20, characterized in that the energy conversion device has an annular, bell-shaped widened fixed passage (54) having. 22. Fluidmaschine nach Anspruch 18, dadurch gekennzeichnet, daß die Energieumwandlungsvorrichtung (42) und das Laufrad (10) über ein Getriebe (72) vom selben Motor (70) angetrieben sind, und daß die Übersetzungsverhältnisse so gewählt sind, daß die Energieumwandlungsvorrichtung (42) mit geringerer Geschwindigkeit rotiert als das Laufrad (10).22. Fluid machine according to claim 18, characterized in that the energy conversion device (42) and the impeller (10) are driven by the same motor (70) via a gear (72), and that the gear ratios are chosen so that the energy conversion device (42) with less Speed rotates as the impeller (10). 23. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 16 bis 22, dadurch gekennzeichnet, daß mehrere drehbare Energieumwandlungsvorrichtungen in Reihe hintereinander angeordnet sind.23. Fluid machine according to one of claims 16 to 22, characterized in that a plurality of rotatable energy conversion devices are arranged in series one behind the other. - 23 -5098Λ3/0657 - 23 - 5098Λ3 / 0657 25U97025U970 24. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad '1O) und die Erargieumwandlungsvorrichtung (42) aus Metallblech bestehen.24. Fluid machine according to one of claims 6 to 14, characterized in that the impeller '10) and the energy conversion device (42) consist of sheet metal. 25. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 14, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad QO) und die Energieumwandlungsvorrichtung (42) aus Kunststoff bestehen.25. Fluid machine according to one of claims 6 to 14, characterized in that the impeller QO) and the energy conversion device (42) are made of plastic. 26. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis 25, dadurch gekennzeichnet, daß in der Nähe des unteren Endes des Laufrades (10), jedoch im Abstand davon, stationäre Leitbleche zur Verhinderung einer Vor-Rotation der in die als Pumpe betriebene Maschine einströmende Flüssigkeit vorgesehen sind.26. Fluid machine according to one of claims 6 to 25, characterized in that in the vicinity of the lower end of the impeller (10), but at a distance therefrom, stationary guide plates for Preventing pre-rotation of the in the acting as a pump operated machine are provided inflowing liquid. 27. Fluidmaschine nach einem der Ansprüche 6 bis l8, dadurch gekennzeichnet, daß bei Turbinenbetrieb an dem Einlaß eine Absperrvorrichtung zur Regulierung des die Maschine passierenden Fluidflusses vorgesehen ist.27. Fluid machine according to one of claims 6 to l8, characterized in that when the turbine is in operation, a shut-off device at the inlet to regulate the amount of water passing through the machine Fluid flow is provided. 5098^3/06575098 ^ 3/0657 %H%H LeerseiteBlank page
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