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Kreiselmaschinenaggregat mit mindestens zwei Laufrädern Bei hydraulischen
Speicheranlagen werden einerseits Pumpen benötigt, die vermittels überschüssiger
mechanischer oder elektrischer Energie Wasser in ein Speicherbecken hinaufpumpen,
und anderseits Turbinen, die dieses aufgespeicherte Wasser bei eintretendem Kraftbedarf
wieder in mechanische oder elektrische Energie umzusetzen gestatten. Es sind nun
bereits Anlagen dieser Art bekannt geworden, bei denen der hydraulische Teil Kreiselmaschinen
aufweist, die beim Aufspeichern des Wassers alle 'als Pumpen, bei der Ausnutzung
der potentiellen Energie des aufgespeicherten Wassers dagegen alle als Turbine arbeiten.
Das ist hydraulisch wohl möglich, -erforderte bisher jedoch die Wahl solcher Winkel
für die Laufräder und Leitvorrichtungen, daß der Wirkungsgrad des hydraulischen
Teiles beim Laufen in beiden Drehrichtungen ungefähr derselbe bleibt. Dieser Wirkungsgrad
fällt aber immer erheblich schlechter. aus als derjenige, der ,erzielbar ist, wenn
der hydraulische Teil nur als Turi)ine bzw. nur als Pumpe zu arbeiten hat. Zur Vermeidung
solcher schlechten Wirkungsgrade ist es infolgedessen in Fällen, wo ohne ein Übersetzungsgetriebe
für den elektrischen Teil auszukommen war, in der Regel notwendig, den hydraulischen
Teil für den Pumpenbetrieb mit höherer Betriebsdrehzahl als für den Turbinenbetrieb
laufen zu lassen. In einem solchen Falle können aber als Elektromaschinen für gewöhnlich
keine Synchronmaschinen verwendet werden, und Asynchronmaschinen sind ebenfalls
ungeeignet, da die Drehzahlverhältnisse gerade entgegengesetzt den verlangten Verhältnissen
ausfallen. Um diesen Übelstand zu beheben, ist deshalb auch schon vorgeschlagen
worden, zwei Kreiselmaschinenaggregate, die auf ein und denselben Motorgenerator
arbeiten, vorzusehen und sie beim Turbinenbetrieb hydraulisch parallel und beim
Pumpenbetrieb hydraulisch hintereinanderzuschalten, um sowohl für den Pumpenals
auch für den Turbinenbetrieb mit der gleichen Betriebsdrehzahl arbeiten zu können.
Das stellt aber immer noch keine wirtschaftliche Lösung dar, da auch in diesem Falle
der Wirkungsgrad des hydraulischen Teiles immer noch kleiner als derjenige ausfallen
wird, der -erzielbar wäre, wenn die Kreiselräder so gebaut, werden könnten,
wie in dem Falle, wo sie nur als Turbinen bzw. nur als Pumpen zu arbeiten haben.
Diesem Ziele kommt man nun gemäß vorliegender Erfindung dadurch wesentlich näher,
daß man bei einem Kreiselmaschinenaggregat, das bei verschiedener Schaltung der
Laufräder zeitweise als Turbine und zeitweise als Pumpe zu arbeiten hat, den einen
Teil der Laufräder als ausgesprochene
Turbinenräder, den Rest dagegen
als ausgesprochene Pumpenräder ausbildet, und daß man beim Pumpenbetrieb alle Räder
in Reibe schaltet, beim Turbinenbetrieb dagegen die ,als ausgesprochene Turbinenräder
ausgebildeten Räder beaufschlägt und die als ausgesprochene Pumpenräder ausgebildeten
Räder leer mitlaufen läßt bzw. ausschaltet.
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Auf der Zeichnung ist eine Ausführung der Erfindung beispielsweise
veranschaulicht, und zwar zeigt Abb. i einen Axialschnitt durch eine zwei Laufräder
aufweisende Turbinenpumpe und Abb. 2 einen Schnitt nach der Linie II-II der Abb.
i durch die als Überströmstück ausgebildete Umschaltvorrichtung.
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Die dargestellte Turbinenpumpe weist einen Stutzen .r auf, der als
Pumpensaugrohr zu dienen hat sowie zwei Laufräder 2, 5 und einen als Turbinensaugrohr
dienenden Stutzen g. Mit 3 sind trompetenförmige Kanäle he7eichnet, und q. ist ein
Überströmstück von sternförmigem Querschnitt, das in Deckeln i o, i r zentrisch
und axial gelagert ist und von außen her vermittels Schneckengetriebe 1.2 sowie
Handrad r3 in die für den Pumpen-bzw. Turbinenbetrieb erforderliche Stellung gebracht
werden kann. Das zwischen den Laufrädern 2, 5 angeordnete überströmstück 4. weist
sternförmige Kanäle 1q. (Abb. 2) auf. 6 bezeichnet einen Leitapparat und 7 die Druckspirale
der Turbinenpumpe, welche an das nicht gezeigte Speicherbecken angeschlossen ist.
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Beim Pumpenhetrieb wird das Wasser durch das Saugrohr i angesaugt,
vermittels des Laufrades 2 durch die trompetenförmigen Kanäle 3 und das Überströmstück
4 in das der Druckseite zugekehrte Laufrad 5 und vermittels dieses Laufrades 5 durch
den Leitapparat-6 in die Druckspirale 7 und von da in das Speicherbecken hineingedrückt.
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Beim Turbinenbetrieb jedoch wird das l'berströmstück q. so weit zentrisch
um die Maschinenachse gedreht, daß die sternförmigen Kanäle 1q. nicht mehr in die
trompetenförmigen Kanäle 3, sondern in die zwischen letzteren liegenden Lücken 8
und damit in das Turbinensaugrohr 9 münden. Weiterhin wird beim Turbinenbetrieb
das Pumpensaugrohr i durch einen unterwasserseitigen, nicht gezeigten Schieber vorn
Unterwasser abgesperrt und durch eine kleine, ebenfalls nicht gezeigte Hilfspumpe
oder einen E jektor von dem darin befindlichen Wasser bzw. Sickerwasser entleert.
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Beim Turbinenbetrieb läuft nun das Wasser von der Druckspirale j her
durch den verstellbaren Leitapparat 6 in das druckseitige Laufrad 5, von da durch
das fJberwasserströmstück q. in die Lücken 8 und in das Turbinensaugrohr g. Das
Laufrad i läuft also beim Turbinenbetrieb leer in Luft mit. Die beiden Laufräder
2 Lind 5 sind hierbei so gegeneinander abgestimmt, daß sich bei gleichem Gefälle
beim Tllrbinenhetrieb die gleiche Betriebsdrehzahl wie beim P.ump@enbetrieb .ergibt.
Bei einer mehr als zweistufigen Turbinenpumpe kann diese Abstimmung auch durch die
Anzahl der durch das Überströmstück4 zu- oder abgeschalteten Laufräder erreicht
werden. Anstatt für die Betätigung des L`berströmstückes q. ein Handrad vorzusehen,
kann an dessen Stelle z. B. auch ein Motor vorgesehen werden.
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Falls der elektrische Teil als synchroner Motorgenerator ausgebildet
ist, so muß er mit einer asynchronen Hilfswicklung von bestimmter Stärke ausgestattet
sein, um für die Zeit des Anfahrens beim Pumpenbetrieb diesen Motorgenerator und
die -mit ihm gekuppelte Kreiselmaschine der beschriebenen Bauart auf die Betriebsdrehzahl
-bringen zu .können.