DE3628946A1 - Mehrstufige querstromturbine fuer fluessige und gasfoermige medien bzw. ihre umkehrung (querstrompumpe, querstromverdichter) - Google Patents

Mehrstufige querstromturbine fuer fluessige und gasfoermige medien bzw. ihre umkehrung (querstrompumpe, querstromverdichter)

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Description

Die Erfindung betrifft eine Querstromturbine zur Entnahme mechanischer Ar­ beit aus strömenden gasförmigen und flüssigen Medien und ihre Umkehrung.
Während bei den bisher bekannten Turbinen (Verdichtern, Pumpen) das Wirkmedium (Fördermedium) axial, halbaxial oder radial abgebremst, (be­ schleunigt) und geführt wird, durchströmt das Medium das Laufrad (Trommel­ läufer) quer zur Achse und wird im Gehäuse tangential und schraubenförmig so geführt, daß es gleichsinnig dem nächsten Laufrad zugeführt wird. Dies wird erreicht durch exzentrische Anordnung des Laufrades im Gehäuse.
Eine Turbinen- Verdichter- oder Pumpeneinheit (Modul = Druckstufe) besteht aus dem Laufrad (Trommelläufer) mit geschlossenen Stirnflächen und am Umfang angeordneten Schaufeln, die im Inneren radial, also zum Mittelpunkt gerichtet sind, am äußeren Umfang fast tangential auslaufen und dazwischen einen Kreisbogen beschreiben, sowie dem Gehäuse zur tangentialen und schrau­ benförmigen Führung des wirk- bzw. Fördermediums. Mehrere solcher Module in Reihe geschaltet, auf einer gemeinsamen Achse angeordnet gestatten beliebige Druckdifferenzen zu nutzen oder aufzubauen.
Die Modulgehäuse werden mittels Dichtung und Zugankern zu einer Einheit zusammengehalten. Die Module sind bei kompressiblen Medien verschieden groß. Bei Anwendung als Pumpe (Förderung nicht kompressibler Flüssigkeit) werden die Module etwa gleich groß gestaltet (Prinzipskizze 6b Pr. 85/1).
Die Dichtung im Inneren zwischen den einzelnen Modulen (Stufengehäuse mit dazugehörigem Laufrad) erfolgt mittels Labyrinthdichtung (Stegringe). Die Modulgehäuse werden als Gußteile hergestellt, das Laufrad (Trommel­ läufer) sollte aus Stahlblech gefertigt werden. (siehe Schnitt A-B und C-D der Verdichterversion). Bei Anwendung als Gasturbine kehrt sich nur die Fließrichtung und die Drehrichtung um. (siehe Blatt 3). Einzelne oder mehrere Module können auch mit konventionellen (bekannten) Maschinen kombiniert werden. Es ist denkbar, daß das Einlaufmodul bzw. das Austrittsmodul nach son bekannten Mustern ausgebildet wird, um an­ dere Ansaug- und Austrittsstutzenstellungen zu erhalten.
Die hier beschriebenen Aggregate: Turbine- Verdichter- Pumpe sind als selbständige Arbeitsmaschinen nutzbar. Sie können aber auch als Bausteine für eine Brennkraftturbine mit Querstromkupplung (P 36 00 179.1-13) Anwendung finden.

Claims (6)

1. Querstromturbine zur Energiegewinnung aus gasförmigen strömenden Medien dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (Trommelläufer) exzentrisch im Gehäuse gelagert ist. Das Wirkmedium quer durch das Laufrad strömt und im Gehäuse tangential und schraubenförmig so geführt wird, daß es gleichsinnig dem nächsten Laufrad zugeführt wird.
2. Querstromturbine nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Laufrad (Trommelläufer) am Umfang angeordnete Schaufeln besitzt, die im Inneren radial, also zum Mittelpunkt gerichtet sind, am äußeren Umfang fast tan­ gential auslaufen und dazwischen einen Kreisbogen beschreiben und die Stirnflächen geschlossen sind.
3. Querstromturbine nach Anspruch 1 und 2, dadurch gekennzeichnet, daß eines od. mehrere Laufräder (Trommelläufer) auf einer gemeinsamen Achse (Welle) angeordnet sind und diese durch besondere Führung des Wirkmediums im Ge­ häuse nacheinander quer zur Achse durchströmt werden. (Reihenschaltung bei Parallelanordnung auf der Achse).
4. Querstromturbine nach Anspruch 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Gehäuse der einzelnen Turbinenstufen, die der tangentialen und schrauben­ förmigen Führung des Wirkmediums dienen, mittels Zugankern und Gehäuse­ dichtungen zu einer Einheit zusammengehalten werden.
5. Querstromturbine nach Anspruch 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Dichtung im Inneren zwischen den einzelnen Turbinenstufen (Stufengehäuse mit dazugehörigem Laufrad) mittels Labyrinthdichtung (Strengringe) erfolgt.
6. Querstromturbine nach Anspruch 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die einzelnen Druckstufen (Gehäuseteil mit Laufrad) verschieden groß sind, um den Volumenänderungen des Wirkmediums gerecht zu werden.
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