EP1937980A1 - Rotor for a rotary machine and a rotary machine - Google Patents

Rotor for a rotary machine and a rotary machine

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EP1937980A1
EP1937980A1 EP06762493A EP06762493A EP1937980A1 EP 1937980 A1 EP1937980 A1 EP 1937980A1 EP 06762493 A EP06762493 A EP 06762493A EP 06762493 A EP06762493 A EP 06762493A EP 1937980 A1 EP1937980 A1 EP 1937980A1
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rotor
impeller
inlet
turbomachine
chamber
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Definitions

  • the invention relates to a rotor for a turbomachine according to the preamble of patent claim 1 and to a turbomachine according to the preamble of patent claim 11.
  • Turbomachines are characterized in that they generate a pressure difference in a gaseous or liquid medium or are driven by a pressure difference in such a medium.
  • flow machines usually have a rotor which is rotatably mounted in the gaseous or liquid medium relative to a stator and generates a pressure difference by its shape or arrangement or converts the pressure difference in the medium into a rotary motion.
  • Such turbomachines include primarily most types of pumps, compressors, turbomachines, turbines or wind energy converters, which have rotors in various designs and are usually rotatably mounted in a housing as a stator.
  • a turbomachine in the form of a pump is known from DD 293 181 A5, which has a cylindrical or conical rotor which is mounted eccentrically in a pump housing.
  • This rotor is connected to a drive and generates a crescent-shaped rotating pump chamber during rotation, which preferably conveys oil as a liquid from an inlet opening into an outlet opening.
  • This pump based on the hydrodynamic principle, generates an oil wedge during rotation in the crescent-shaped circumferential housing, causing an increase in pressure in the pumping chamber, thus conveying the oil from the inlet port to the outlet port.
  • the rotor has a relatively smooth round outer surface, which only due to its eccentric orbit generates the pressure increase in the liquid.
  • such an eccentrically rotating rotor in a cylindrical housing is due to its unstructured
  • Jacket surface hardly suitable for a gaseous medium in the pump chamber.
  • the rotors consist of a shaft mounted in a stator, are arranged at the equiangular intervals outwardly projecting rotor blades.
  • the rotor blades are designed as a symmetrical wing of a wing of an aircraft, which has a cylindrical circumferential surface in Ströinungsraum and thereby has a convex bulge, which converges at an acute angle to the rear.
  • the rotor blades are aligned in the wind direction so that the passing air as a gaseous medium in accordance with the Bernoulli equation causes a pressure difference through which the rotor mounted in the stator is set in a rotary motion. Since such a wing at its acute-angled converging edge causes a disturbing vortex formation, indentations are provided on the airfoil transversely to the wind direction. As a result, on the upper side, a lower pressure than on the bottom, resulting in an additional buoyancy, whereby the vortex formation is reduced and the energy conversion should be feasible with a higher efficiency.
  • a turbomachine rotor is known from DE 42 23 965 A1, in which at least one carrier disk is mounted on a mounted shaft, on the outer cylindrical surface of which projecting short blades are arranged, which rotate in a gaseous medium.
  • This rotor is arranged in a stator housing and is driven by the shaft at a high speed. In this case, the gaseous medium is pressed from an inlet opening with a high compression effect into an outlet opening.
  • such a turbomachine rotor is usually not suitable for liquid media, since these are not compressible and therefore the thin blades could easily be damaged.
  • the pump consists of a housing in which a rotatable eccentric ring is arranged, in which an outer and an inner impeller are rotatably mounted.
  • the inner impeller is an inner rotor with arranged on its outer circumferential surface of a plurality of teeth, which is rotatably disposed in an outer rotor.
  • the outer rotor encloses the inner rotor with its inner circumferential surface, on which also inwardly directed teeth are arranged.
  • both the inner and the outer teeth extend over the entire length of the lateral surface and consist essentially of a convex symmetrical elevation, wherein arranged on the outer surface of the inner rotor six convex elevations and on the inner surface of the outer rotor seven convex elevations are.
  • the inner cavity of the outer rotor is in each case connected to an inlet and an outlet opening, which are located opposite one another.
  • the rotational movement of the inner rotor also causes rotational movement of the outer rotor in the eccentric ring, resulting in a series of variable volume chambers between form the teeth of the inner and outer rotor. Thereby, a fluid in the chambers is sucked into the enlarging chambers and ejected from the decreasing chambers.
  • a hydraulic fluid is provided as the fluid, which is pressed by the pressure differences thus generated from the inlet opening into the outlet opening. Since such a rotor consists of at least two toothed parts arranged coaxially with one another, which still have to have a different number of teeth and engage precisely with one another only at the most accurate design, such a rotor assembly is very complicated to manufacture and is equipped with a series of parts subject to friction are wear-dependent.
  • the invention is therefore an object of the invention to provide a universally applicable rotor for a variety of types of turbomachinery, which is robust and virtually maintenance-free and beyond easy to produce.
  • Airfoil profile on one of the lateral surfaces of the rotor due to the Bernoulli effect by the movement of the rotor or the flow of a gaseous or liquid medium creates a negative pressure effect above the airfoil profile, so that such a rotor both in
  • Turbomachines for liquid and gaseous media can be used. Since the pressure or suction effect is not generated by the formation of circumferential sealing chambers, thus advantageously a medium mixed with solids can be promoted, so that such rotors also a continuous transport of bulk materials or dispersions are well suited.
  • the invention has the advantage that due to the aerodynamic airfoil profile only a small amount
  • the rotor according to the invention and a turbomachine equipped therewith can be used not only in the driven state for conveying or pressure generation, but can also be used to produce a rotational speed in the flow-correct introduction of a pressurized medium, in order to advantageously generate energy such as electricity from hydropower or wind power.
  • FIG. 1 shows a perspective view of a pump with a single-stage pump rotor
  • Fig. 2 a front view of the pump with the
  • FIG. 3 is a plan view of the pump with the pump rotor;
  • Fig. 4 a lamellar ring of an impeller for the
  • FIG. 5 shows an arrangement of lamellar elements of an impeller for the pump rotor; 6: a sectional view of a pump with a multi-stage pump rotor, and FIG. 7: a sectional view of a drive turbine.
  • a pump 1 is shown in perspective, which includes a single-stage hollow rotor 2 as a pump rotor having four wing profile elements 3 on an outer circumferential surface 4, between which passage openings 5 are arranged to the inner cavity 6.
  • the pump 2 is a version which is preferably operated with water as a liquid medium.
  • the pump 2 consists essentially of a stationary housing 7 as a stator in which the pump rotor 2 is arranged.
  • the rotor is rotatably mounted in the housing 7 in two bearings 8 and has in its center a shaft 9 which is connected to a drive motor 9, not shown.
  • the housing 7 is formed substantially cylindrical and includes on its outer circumferential surface an outlet opening 11 for discharging the water to be pumped.
  • an inlet opening 10 is provided for the inlet of the water to be pumped to the cavity 6, which is connectable to a feed line, not shown.
  • the inlet opening 10 is connected to the cavity 6 of the rotor 2 and forms with this an inlet chamber 12.
  • a pump 1 can basically all liquid media such. As water, oil and the like, as well as all liquids that are mixed with solids, such. As dispersions are transported.
  • the pump 1 described above is shown in front view, from which in detail the arrangement and design of the rotor 2 can be seen.
  • the rotor 2 consists essentially of a cylindrical Impeller 20, which has inside a cylindrical cavity 6, which forms an inlet chamber 12 in the illustrated pump 1.
  • nine convex elevations 3 are arranged distributed in equal angular portions, which form an axially extending airfoil on the outer tangential lateral surface 4 of the rotor 2.
  • the rotor 2 Since the rotor 2 has on its outer tangential lateral surface 4 a plurality of airfoil elements 3, which also form a negative pressure region in a rotation according to the Bernoulli effect in gaseous media such as air, all gaseous media as well as the gaseous media interspersed with bulk materials can thus be transported, be compressed or sucked.
  • gaseous media such as air
  • Fig. 3 of the drawing The axial design of the pump 1 is shown in detail in Fig. 3 of the drawing in plan view. From Fig. 3 of the drawing it can be seen that the rotor 2 is constructed lamellar in the axial direction. These slats are cut out or punched out of flat sheets, preferably with the aid of a laser, because of the airfoil profile 3.
  • the rotor 2 mainly consists of lamellar rings 13 and an array of lamellar elements 14 which form the impeller 20.
  • the lamellar rings 13 are shown in detail in FIG. 4 of the drawing and the lamellar elements 14 in FIG. 5 of the drawing, which form the impeller 20 with the tangential lateral surfaces 4 as an axial lamella packet.
  • the illustrated in Fig. 3 of the drawing rotor 1 consists of three arrangements of lamellar elements 14, on whose outer side surfaces in each case a lamellar ring 13 is fixed.
  • There is the Slat ring 13 preferably made of a flat sheet steel, which is corrosion-resistant for water-containing liquids or consists of a stainless steel.
  • the lamellar rings 13 and the lamellar elements 14 are usually made of the same material, depending on the medium used also from other metals, hard plastics,
  • Each lamellar ring 13 has inside a circular bore 23, for example, 250 mm diameter and a smallest outer diameter of about 360 mm.
  • the lamellar ring 13 preferably contains nine similar angular ranges of each AQ °, at the outer tangential lateral surface 4 each have a convex elevation 19 is arranged, which merges against the direction of rotation 18 flat with a sloping slope in an outlet region 24 and forms a wing profile 3.
  • the convex elevation 19 preferably has an elevation 19 of approximately 45 mm with respect to the outgoing end and has a radius of approximately 20 mm.
  • each lamellar ring 13 of preferably similar Wing profiles 3 are formed, which are arranged in the same angular ranges and the same distance from the axis of rotation 26.
  • the individual fin elements 14 are congruent aligned with the airfoil 3 with a lamellar ring 13 or with other fin arrangements and thereby represent an axial impeller or an impeller part is on his
  • passage opening 5 forms, through which the intended medium is sucked from the inner cylindrical cavity 6 by the negative pressure along the sloping airfoil profile 3 by the Bernoulli effect to the outside.
  • the individual fin elements 14 are provided in their rear region with a convex curvature 15 and in its front region with a concave curvature 16, which during the rotation of a largely eddy-free flow
  • star-shaped connecting elements are preferably provided, which are torsionally rigid with the drive shaft 9 and preferably connected to at least one of the lamellar rings 13.
  • the airfoil 3 can also be arranged on the inner tangential lateral surface, wherein the rotor 2 then has a circular outer surface 4, whereby the flow direction reverses and the outlet chamber 21 in the cavity 6 of the impeller 20 and the rotor 2 is formed.
  • the rotor 2 is driven at a predetermined rotational speed and direction 18, so that on the outer circumferential surface 4 in the direction of rotation 18 behind the convex elevation 19 after the Bernoulli effect, a negative pressure or a pressure difference to the surrounding gaseous or liquid Medium forms, so that from the pressure higher interior space 6, the medium is sucked to the outside.
  • the pressure difference depends essentially on the speed or the peripheral speed of the impeller 20.
  • the pressure difference increases approximately linearly until the vortex formation at the trailing edge or other turbulence elements becomes so great that it results in a significant backpressure.
  • this can be reduced by an advantageous embodiment, in particular the tear-off edge and by the formation of circular inlet 12 and outlet chambers 21, so that at speeds of at least 10,000 rpm a linear increase in pressure takes place.
  • the flow rate per unit of time can also be increased at the same time, but this is limited by the cross-sectional areas of the passage openings 5.
  • the flow rate or the Flow volume can be increased in a simple manner by increasing the surface of the airfoil 3. Basically, a pressure difference with only one airfoil 3 on the circumference of the rotor 2 and the impeller 20 is already generated.
  • nine airfoils 3 were arranged in a circle around the tangential outer rotor shell 4, but also a smaller as well as a higher number of profile surfaces can be executed.
  • Such a rotor 2 with at least one airfoil profile 3 need not be cylindrical, but may also have a spherical or conical outer surface 4, through which a pressure difference can be generated.
  • such a rotor also requires no closed inlet 12 and outlet chambers 21, since even a rotation within a gaseous or liquid medium without housing part generates a pressure difference, which can only be used by a supply or supply line, which only to one of the inputs or outlet chambers 21 must be connected. This essentially determines the possibility of using the
  • Outlet chamber 21 advantageously used as a compressor or blower for a gaseous medium or as a pump for transport or pressure equalization of liquid media.
  • a rotor 2 can also be used to generate a speed at an existing pressure difference of a surrounding medium and for generating energy in the presence of water or air pressure differences.
  • a plurality of impellers 20 are arranged axially next to one another and are separated from one another by separate outlet chambers 21. The four illustrated impellers 20 are on a common
  • Drive shaft 9 is arranged, which is mounted in two bearings 8 on a stator and the housing part. All vanes 20 are surrounded by a multi-part housing 7, which has three partitions 22 and thereby forms four outlet chambers 21, in each of which a similar impeller 20 is rotatably arranged.
  • Inlet chamber 12 produces.
  • This first inlet opening 10 the proposed gaseous or liquid medium is supplied so that it passes into the first inlet chamber 12 formed as a cavity 6 of the first impeller 20. If the rotor 2 is driven at a predetermined rotational speed, a pressure difference arises at the airfoil profile 3 in the area of the passage opening 5, as a result of which the medium is sucked outward into the first outlet chamber 21 surrounding the impeller 20. This results in a pressure increase in this outlet chamber 21, through the second
  • Such a multi-stage pump as a turbomachine can also be formed with radial steps.
  • a plurality of impellers 20 are arranged coaxially with each other with different outer diameters and offset by a common drive shaft 9 in rotation.
  • a coaxial turbomachine not only very high pressures can be generated, but also convey high passage volumes per unit time by the high effective surface of the airfoils.
  • a further particular embodiment of the invention is shown, which shows a drive turbine preferably for a liquid medium.
  • a single-stage cylindrical rotor 2 is provided with arranged on its outer circumferential surface airfoils 3 and passage openings 5 to its cavity, which is arranged in a cylindrical housing 7.
  • the housing 7 contains at its one axial end an inlet opening 10 and its other axial end an outlet opening 11 which is formed like a bottle neck.
  • the arranged in the housing 7 rotor 2 is driven by its inlet opening 10 via a shaft 9 through which the preferably liquid medium such.
  • B. Water Water is supplied.
  • the water By a rotation, the water is sucked into the surrounding housing as the outlet chamber 21, so that in this an overpressure arises, which emerges from the flow-tight narrow bottleneck-like outlet opening 11 into the surrounding medium.
  • the water flows at a certain flow velocity into the surrounding standing water, whereby a turbine-like recoil effect is generated.

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Abstract

The rotor has a wing profile unit (3) including a convex elevation (19) on an outer mantel surface (4) and rotating in a gaseous or fluid medium. An axial hollow space (6) is enclosed in the interior of the rotor, and the rotor is connected with a chamber to supply or discharge the medium. An opening (5) is provided between the space and the mantel surface in the region of the profile units. A shaft is connected with an impeller, and the impeller and the shaft can be rotatably supported in a stator. An independent claim is also included for a fluid flow machine with a rotor.

Description

Rotor für eine Strömungsmaschine und eine Strömungsmaschine Rotor for a turbomachine and a turbomachine
Die Erfindung betrifft einen Rotor für eine Strömungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1 sowie eine Strömungsmaschine gemäß dem Oberbegriff des Patentanspruchs 11.The invention relates to a rotor for a turbomachine according to the preamble of patent claim 1 and to a turbomachine according to the preamble of patent claim 11.
Strömungsmaschinen zeichnen sich dadurch aus, dass sie in einem gasförmigen oder flüssigen Medium einen Druckunterschied erzeugen oder durch einen Druckunterschied in einem derartigen Medium angetrieben werden. Dazu weisen derartige Strömungsmaschinen in der Regel einen Rotor auf, der in dem gasförmigen oder flüssigen Medium gegenüber einem Stator drehbar gelagert ist und durch seine Form oder Anordnung einen Druckunterschied erzeugt oder den Druckunterschied im Medium in eine Drehbewegung umsetzt. Zu derartigen Strömungsmaschinen gehören in erster Linie die meisten Pumpenarten, Kompressoren, Turbomaschinen, Turbinen oder Windenergiekonverter, die über Rotoren in unterschiedlichsten Ausführungen verfügen und meist drehbar in einem Gehäuse als Stator gelagert sind.Turbomachines are characterized in that they generate a pressure difference in a gaseous or liquid medium or are driven by a pressure difference in such a medium. For this purpose, such flow machines usually have a rotor which is rotatably mounted in the gaseous or liquid medium relative to a stator and generates a pressure difference by its shape or arrangement or converts the pressure difference in the medium into a rotary motion. Such turbomachines include primarily most types of pumps, compressors, turbomachines, turbines or wind energy converters, which have rotors in various designs and are usually rotatably mounted in a housing as a stator.
Eine Strömungsmaschine in Form einer Pumpe ist aus der DD 293 181 A5 bekannt, die einen zylinder- oder kegelförmigen Rotor aufweist, der in einem Pumpengehäuse exzentrisch gelagert ist. Dieser Rotor ist mit einem Antrieb verbunden und erzeugt bei einer Rotation eine sichelförmige umlaufende Pumpenkammer, die vorzugsweise Öl als Flüssigkeit von einer Einlassöffnung in eine Auslassoffnung befördert. Diese auf dem hydrodynamischen Prinzip beruhende Pumpe erzeugt während der Drehung in dem sichelförmigen umlaufenden Gehäuse einen Ölkeil, der zu einem Druckanstieg in der Pumpenkammer führt und so das Öl von der Einlassöffnung in die Auslassöffnung befördert. Dabei besitzt der Rotor eine relativ glatte runde äußere Mantelfläche, die ausschließlich aufgrund ihrer exzentrischen Umlaufbahn den Druckanstieg in der Flüssigkeit erzeugt. Ein derartiger exzentrisch umlaufender Rotor in einem zylinderförmigen Gehäuse ist allerdings aufgrund seiner unstrukturiertenA turbomachine in the form of a pump is known from DD 293 181 A5, which has a cylindrical or conical rotor which is mounted eccentrically in a pump housing. This rotor is connected to a drive and generates a crescent-shaped rotating pump chamber during rotation, which preferably conveys oil as a liquid from an inlet opening into an outlet opening. This pump, based on the hydrodynamic principle, generates an oil wedge during rotation in the crescent-shaped circumferential housing, causing an increase in pressure in the pumping chamber, thus conveying the oil from the inlet port to the outlet port. It owns The rotor has a relatively smooth round outer surface, which only due to its eccentric orbit generates the pressure increase in the liquid. However, such an eccentrically rotating rotor in a cylindrical housing is due to its unstructured
Mantelfläche bei einem gasförmigen Medium in der Pumpenkaminer kaum geeignet.Jacket surface hardly suitable for a gaseous medium in the pump chamber.
Aus der DE 103 19 003 Al ist zwar ein Rotor eines Windenergiekonverters bekannt, durch den die Windenergie in eine elektrische Energie umgewandelt wird. Dabei bestehen die Rotoren aus einer in einem Stator gelagerten Welle, an der in gleichwinkligen Abständen nach außen auskragende Rotorblätter angeordnet sind. Die Rotorblätter sind dabei wie ein symmetrischer Flügel einer Tragfläche eines Flugzeugs ausgebildet, der in Ströinungsrichtung eine zylinderförmige Mantelfläche besitzt und dadurch eine konvexe Ausbuchtung aufweist, die nach hinten spitzwinklig zusammenläuft. Die Rotorblätter werden dabei in Windrichtung so ausgerichtet, dass die vorbeistreichende Luft als gasförmiges Medium entsprechend der Bernoulli-Gleichung einen Druckunterschied bewirkt, durch den der gelagerte Rotor im Stator in eine Drehbewegung versetzt wird. Da ein derartiger Flügel an seiner spitzwinklig zusammenlaufenden Kante eine störende Wirbelbildung verursacht, sind auf dem Flügelprofil quer zur Windrichtung Einbuchtungen vorgesehen. Hierdurch stellt sich auf der Oberseite ein geringerer Druck als auf der Unterseite ein, was zu einem zusätzlichen Auftrieb führt, wodurch die Wirbelbildung verringert wird und die Energieumwandlung mit einem höheren Wirkungsgrad durchführbar sein soll. Ein derartiger Rotor ist aber ausschließlich zum Einsatz in luft- oder gasförmigen Medien vorgesehen und wegen seiner langen Rotorblätter und des dadurch notwendigen Gehäusedurchmessers mit flüssigen Medien .kaum verwendbar. Aus der DE 42 23 965 Al ist zwar ein Turbomaschinenrotor bekannt, bei dem auf einer gelagerten Welle mindestens eine Trägerscheibe montiert ist, auf dessen äußerer zylindrischer Mantelfläche auskragende kurze Schaufeln angeordnet sind, die in einem gasförmigen Medium umlaufen. Dieser Rotor ist in einem Statorgehäuse angeordnet und wird über die Welle mit einer hohen Drehzahl angetrieben. Dabei wird das gasförmige Medium von einer Einlassöffnung mit hoher Verdichtungswirkung in eine Auslassöffnung gepresst. Ein derartiger Turbomaschinenrotor ist allerdings für flüssige Medien in der Regel nicht geeignet, da diese nicht komprimierbar sind und deshalb die dünnen Schaufeln leicht beschädigt werden könnten.From DE 103 19 003 Al, although a rotor of a wind energy converter is known, by which the wind energy is converted into electrical energy. In this case, the rotors consist of a shaft mounted in a stator, are arranged at the equiangular intervals outwardly projecting rotor blades. The rotor blades are designed as a symmetrical wing of a wing of an aircraft, which has a cylindrical circumferential surface in Ströinungsrichtung and thereby has a convex bulge, which converges at an acute angle to the rear. The rotor blades are aligned in the wind direction so that the passing air as a gaseous medium in accordance with the Bernoulli equation causes a pressure difference through which the rotor mounted in the stator is set in a rotary motion. Since such a wing at its acute-angled converging edge causes a disturbing vortex formation, indentations are provided on the airfoil transversely to the wind direction. As a result, on the upper side, a lower pressure than on the bottom, resulting in an additional buoyancy, whereby the vortex formation is reduced and the energy conversion should be feasible with a higher efficiency. However, such a rotor is provided exclusively for use in air or gaseous media and .much usable because of its long rotor blades and thus necessary housing diameter with liquid media. Although a turbomachine rotor is known from DE 42 23 965 A1, in which at least one carrier disk is mounted on a mounted shaft, on the outer cylindrical surface of which projecting short blades are arranged, which rotate in a gaseous medium. This rotor is arranged in a stator housing and is driven by the shaft at a high speed. In this case, the gaseous medium is pressed from an inlet opening with a high compression effect into an outlet opening. However, such a turbomachine rotor is usually not suitable for liquid media, since these are not compressible and therefore the thin blades could easily be damaged.
Aus der DE 197 19 692 Al ist eine Rotorpumpe mit innenverzahntem Rotor bekannt, die über eine sehr robusteFrom DE 197 19 692 Al a rotor pump with internally toothed rotor is known, which has a very robust
Ausführung eines innenverzahnten Rotors verfügt. Dabei besteht die Pumpe aus einem Gehäuse, in dem ein drehbarer Exzenterring angeordnet ist, in dem ein äußeres und ein inneres Flügelrad drehbar gelagert sind. Dabei stellt das innere Flügelrad einen inneren Rotor mit auf seiner äußeren Mantelfläche angeordneter Mehrzahl von Zähnen dar, der in einem äußeren Rotor drehbar angeordnet ist. Der äußere Rotor umschließt den inneren Rotor mit seiner inneren Mantelfläche, auf der ebenfalls nach innen gerichtete Zähne angeordnet sind. Dabei erstrecken sich sowohl die inneren als auch die äußeren Zähne über die gesamte Länge der Mantelfläche und bestehen im wesentlichen aus einer konvexen symmetrischen Erhebung, wobei auf der äußeren Mantelfläche des inneren Rotors sechs konvexe Erhebungen und auf der inneren Mantelfläche des äußeren Rotors sieben konvexe Erhebungen angeordnet sind. Der innere Hohlraum des äußeren Rotors ist dabei jeweils mit einer Einlass- und einer Auslassoffnung verbunden, die sich gegenüberliegend befinden. Durch die Drehbewegung des inneren Rotors erfolgt auch eine Drehbewegung des äußeren Rotors in dem Exzenterring, wodurch sich eine Reihe von Kammern mit variabler Volumina zwischen den Zähnen des inneren und äußeren Rotors bilden. Dadurch wird ein in den Kammern befindliches Fluid in die sich vergrößernden Kammern eingesaugt und aus den sich verkleinernden Kammern ausgestoßen. Als Fluid ist dabei eine Hydraulikflüssigkeit vorgesehen, die durch die so erzeugten Druckunterschiede von der Einlassöffnung in die Auslassöffnung gedrückt wird. Da ein derartiger Rotor aus mindestens zwei koaxial zueinander angeordneten verzahnten Teilen besteht, die noch eine unterschiedliche Anzahl von Zähnen aufweisen müssen und nur bei genauster Ausführung passgenau ineinander greifen, ist eine derartige Rotoranordnung sehr aufwändig in ihrer Herstellung und mit einer Reihe reibungsbehafteter Teile ausgestattet, die verschleißabhängig sind.Design of an internally toothed rotor features. In this case, the pump consists of a housing in which a rotatable eccentric ring is arranged, in which an outer and an inner impeller are rotatably mounted. In this case, the inner impeller is an inner rotor with arranged on its outer circumferential surface of a plurality of teeth, which is rotatably disposed in an outer rotor. The outer rotor encloses the inner rotor with its inner circumferential surface, on which also inwardly directed teeth are arranged. In this case, both the inner and the outer teeth extend over the entire length of the lateral surface and consist essentially of a convex symmetrical elevation, wherein arranged on the outer surface of the inner rotor six convex elevations and on the inner surface of the outer rotor seven convex elevations are. The inner cavity of the outer rotor is in each case connected to an inlet and an outlet opening, which are located opposite one another. The rotational movement of the inner rotor also causes rotational movement of the outer rotor in the eccentric ring, resulting in a series of variable volume chambers between form the teeth of the inner and outer rotor. Thereby, a fluid in the chambers is sucked into the enlarging chambers and ejected from the decreasing chambers. In this case, a hydraulic fluid is provided as the fluid, which is pressed by the pressure differences thus generated from the inlet opening into the outlet opening. Since such a rotor consists of at least two toothed parts arranged coaxially with one another, which still have to have a different number of teeth and engage precisely with one another only at the most accurate design, such a rotor assembly is very complicated to manufacture and is equipped with a series of parts subject to friction are wear-dependent.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, einen universell einsetzbaren Rotor für eine Vielzahl von Bauarten von Strömungsmaschinen zu schaffen, der robust und nahezu wartungsfrei und darüber hinaus noch einfach herstellbar ist.The invention is therefore an object of the invention to provide a universally applicable rotor for a variety of types of turbomachinery, which is robust and virtually maintenance-free and beyond easy to produce.
Diese Aufgabe wird durch die in Patentanspruch 1 und 11 angegebene Erfindung gelöst. Weiterbildungen und vorteilhafte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.This object is solved by the invention specified in claim 1 and 11. Further developments and advantageous embodiments of the invention are specified in the dependent claims.
Die Erfindung hat den Vorteil, dass durch dasThe invention has the advantage that by the
Tragflächenprofil an einer der Mantelflächen des Rotors aufgrund des Bernoulli-Effekts durch die Bewegung des Rotors oder der Strömung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums eine Unterdruckwirkung oberhalb des Tragflächenprofils entsteht, so dass ein derartiger Rotor sowohl inAirfoil profile on one of the lateral surfaces of the rotor due to the Bernoulli effect by the movement of the rotor or the flow of a gaseous or liquid medium creates a negative pressure effect above the airfoil profile, so that such a rotor both in
Strömungsmaschinen für flüssige als auch für gasförmige Medien einsetzbar ist. Da die Druck- oder Sogwirkung nicht durch die Bildung umlaufender abdichtender Kammern erzeugt wird, können damit vorteilhafterweise auch ein mit Feststoffen versetztes Medium gefördert werden, so dass derartige Rotoren auch zu einer kontinuierlichen Beförderung von Schüttgütern oder Dispersionen gut geeignet sind.Turbomachines for liquid and gaseous media can be used. Since the pressure or suction effect is not generated by the formation of circumferential sealing chambers, thus advantageously a medium mixed with solids can be promoted, so that such rotors also a continuous transport of bulk materials or dispersions are well suited.
Die Erfindung hat gleichzeitig den Vorteil, dass durch das 5 strömungsgünstige Tragflächenprofil nur eine geringeAt the same time, the invention has the advantage that due to the aerodynamic airfoil profile only a small amount
Wirbelbildung in dem verwendeten Medium und außer der Lagerung keinerlei Berührung mit einem Stator oder anderen Rotorteilen auftritt, so dass Strömungsmaschinen, die mit einem derartigen Rotor ausgestattet sind, besonders geräuscharm arbeiten undVortex formation in the medium used and out of storage no contact with a stator or other rotor parts occurs, so that turbomachinery, which are equipped with such a rotor, operate very quiet and
10 auch kaum Strömungs- oder Reibungsverluste aufweisen. Da der erfindungsgemäße Rotor innen hohl ist und lediglich durch ein flaches Tragflächenprofil auf einer der Mantelflächen die Druckdifferenz erzeugt, ist dieser mit besonders geringem Gewicht herstellbar, so dass auch nur geringe Massen10 also hardly flow or friction losses. Since the rotor according to the invention is hollow inside and produces only by a flat airfoil on one of the lateral surfaces, the pressure difference, this is produced with very low weight, so that only small masses
15 beschleunigt werden müssen, wodurch sich vorteilhafterweise insgesamt auch im Zusammenhang mit der geringen Reibung und den geringen Strömungsturbulenzen eine Strömungsmaschine mit hohem Wirkungsgrad erzielbar ist.15 must be accelerated, thereby advantageously a total of a low friction and low flow turbulence a turbomachine with high efficiency can be achieved.
20 . Durch die nur geringe Rotormasse und die weitgehend symmetrische Ausbildung sowie eine zentrische Rotation entstehen auch nur geringe Fliehkraftwirkungen, so dass ein derartiger Rotor vorteilhafterweise mit hohen Drehzahlen > betreibbar ist. Dadurch sind auch hohe Druckunterschiede mit 25 hohen Strömungsgeschwindigkeiten erzeugbar, wodurch vorteilhafterweise gleichzeitig hohe Förderleistungen des vorgesehenen gasförmigen oder flüssigen Mediums oder der darin enthaltenen Feststoffe erreicht werden können.20. Due to the low rotor mass and the largely symmetrical design as well as a centric rotation, only slight centrifugal force effects arise, so that such a rotor can advantageously be operated at high speeds. As a result, high pressure differences with high flow velocities 25 can be generated, which advantageously simultaneously high flow rates of the proposed gaseous or liquid medium or the solids contained therein can be achieved.
30 Da der erzeugbare Druckunterschied bei einem derartig erfindungsgemäß profilierten Rotormantel nahezu proportional zur Drehzahl ansteigt, können bei einer gleich bleibenden Rotordrehzahl vorteilhafterweise kaum Druck- oder Volumenschwankungen auftreten. Durch das Tragflächenprofil anSince the producible pressure difference in such a rotor shell profiled in accordance with the invention increases almost proportionally to the rotational speed, it is advantageously possible for hardly any pressure or volume fluctuations to occur at a constant rotor speed. Through the wing profile
35 der Mantelfläche entsteht bei angetriebenem Rotor stets eine Druckdifferenz, die unabhängig vom Umgebungsdruck des Mediums ist, so dass damit vorteilhafterweise auch gasförmige Medien mit hoher Dichte noch befördert oder Flüssigkeiten aus großer Tiefe bei statischem Druck an die Oberfläche gepumpt werden können .35 of the lateral surface always arises when the rotor is driven Pressure difference, which is independent of the ambient pressure of the medium, so that advantageously also high-density gaseous media still promoted or liquids can be pumped from great depth at static pressure to the surface.
Der erfindungsgemäße Rotor und eine damit ausgestattete Strömungsmaschine kann nicht nur im angetriebenen Zustand zur Förderung oder Druckerzeugung genutzt werden, sondern ist bei strömungsrichtiger Einleitung eines druckkraftbeaufschlagten Mediums auch zu einer Drehzahlerzeugung nutzbar, um vorteilhafterweise aus Wasserkraft oder Windkraft Energie wie beispielsweise Strom zu erzeugen.The rotor according to the invention and a turbomachine equipped therewith can be used not only in the driven state for conveying or pressure generation, but can also be used to produce a rotational speed in the flow-correct introduction of a pressurized medium, in order to advantageously generate energy such as electricity from hydropower or wind power.
Bei einer mehrstufigen Ausbildung des erfindungsgemäßen Rotors und einer damit ausgestatteten Strömungsmaschine sind bei axialen Stufen und gleich bleibender Durchflussmenge vorteilhafterweise höhere Drücke erzeugbar oder bei koaxialen Stufen wegen Erhöhung der Profilfläche bei gleich bleibendem Druckunterschied vorteilhafterweise auch höhere Durchflussmengen beförderbar.In a multi-stage design of the rotor according to the invention and a turbomachine equipped therewith advantageously higher pressures can be generated at axial stages and constant flow rate or coaxial stages due to increase the profile surface at a constant pressure difference advantageously higher flow rates conveyed.
Die Erfindung wird anhand eines Ausführungsbeispiels, das in der Zeichnung dargestellt ist, näher erläutert. Es zeigen:The invention will be explained in more detail with reference to an embodiment which is illustrated in the drawing. Show it:
Fig. 1: eine perspektivische Darstellung einer Pumpe mit einem einstufigen Pumpenrotor; Fig. 2: eine Vorderansicht der Pumpe mit dem1 shows a perspective view of a pump with a single-stage pump rotor; Fig. 2: a front view of the pump with the
Pumpenrotor; Fig. 3: eine Draufsicht der Pumpe mit dem Pumpenrotor; Fig. 4: ein Lamellenring eines Flügelrades für denPump rotor; Fig. 3 is a plan view of the pump with the pump rotor; Fig. 4: a lamellar ring of an impeller for the
Pumpenrotor;Pump rotor;
Fig. 5: eine Anordnung von Lamellenelementen eines Flügelrades für den Pumpenrotor; Fig. 6: eine Schnittdarstellung einer Pumpe mit einem mehrstufigen Pumpenrotor, und Fig. 7: eine Schnittdarstellung einer Antriebsturbine.5 shows an arrangement of lamellar elements of an impeller for the pump rotor; 6: a sectional view of a pump with a multi-stage pump rotor, and FIG. 7: a sectional view of a drive turbine.
In Fig. 1 der Zeichnung ist als Strömungsmaschine eine Pumpe 1 perspektivisch dargestellt, die einen einstufigen hohlen Rotor 2 als Pumpenrotor enthält, der auf einer äußeren Mantelfläche 4 neun Tragflächenprofilelemente 3 aufweist, zwischen denen Durchtrittsöffnungen 5 zum inneren Hohlraum 6 angeordnet sind.In Fig. 1 of the drawing as a turbomachine, a pump 1 is shown in perspective, which includes a single-stage hollow rotor 2 as a pump rotor having four wing profile elements 3 on an outer circumferential surface 4, between which passage openings 5 are arranged to the inner cavity 6.
Bei der dargestellten Pumpe 2 handelt es sich um eine Ausführung, die vorzugsweise mit Wasser als flüssigem Medium betrieben wird. Die Pumpe 2 besteht im wesentlichen aus einem stationären Gehäuse 7 als Stator, in dem der Pumpenrotor 2 angeordnet ist. Der Rotor ist im Gehäuse 7 in zwei Lagern 8 drehbar gelagert und besitzt in seinem Zentrum eine Welle 9, die mit einem nicht dargestellten Antriebsmotor 9 verbunden ist. Das Gehäuse 7 ist im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet und enthält an seiner äußeren Mantelfläche eine Auslassöffnung 11 zur Abführung des zu pumpenden Wassers. An der linken Stirn- oder Mantelfläche des Gehäuses 7 ist zum Einlass des zu pumpenden Wassers zum Hohlraum 6 eine Einlassöffnung 10 vorgesehen, die mit einer nicht dargestellten Zuführleitung verbindbar ist. Die Einlassöffnung 10 ist mit dem Hohlraum 6 des Rotors 2 verbunden und bildet mit diesem eine Einlasskammer 12. Mit einer derartigen Pumpe 1 können im Grunde alle flüssigen Medien wie z. B. Wasser, Öl und dergleichen als auch alle Flüssigkeiten, die mit Feststoffen vermischt sind, wie z. B. Dispersionen befördert werden.In the illustrated pump 2 is a version which is preferably operated with water as a liquid medium. The pump 2 consists essentially of a stationary housing 7 as a stator in which the pump rotor 2 is arranged. The rotor is rotatably mounted in the housing 7 in two bearings 8 and has in its center a shaft 9 which is connected to a drive motor 9, not shown. The housing 7 is formed substantially cylindrical and includes on its outer circumferential surface an outlet opening 11 for discharging the water to be pumped. On the left end or lateral surface of the housing 7, an inlet opening 10 is provided for the inlet of the water to be pumped to the cavity 6, which is connectable to a feed line, not shown. The inlet opening 10 is connected to the cavity 6 of the rotor 2 and forms with this an inlet chamber 12. With such a pump 1 can basically all liquid media such. As water, oil and the like, as well as all liquids that are mixed with solids, such. As dispersions are transported.
In Fig. 2 der Zeichnung ist die vorstehend beschriebene Pumpe 1 in Vorderansicht dargestellt, aus der im einzelnen auch die Anordnung und Ausbildung des Rotors 2 ersichtlich ist. Dabei besteht der Rotor 2 im wesentlichen aus einem zylinderförmigen Flügelrad 20, das innen einen zylinderförmigen Hohlraum 6 aufweist, der bei der dargestellten Pumpe 1 eine Einlasskammer 12 bildet. Auf der äußeren Mantelfläche 4 des Rotors 2 sind in gleichen Winkelabschnitten verteilt neun konvexe Erhebungen 3 angeordnet, die ein axial verlaufendes Tragflächenprofil auf der äußeren tangentialen Mantelfläche 4 des Rotors 2 bilden. Da der Rotor 2 auf seiner äußeren tangentialen Mantelfläche 4 mehrere Tragflächenprofilelemente 3 aufweist, die bei einer Rotation nach dem Bernoulli-Effekt auch in gasförmigen Medien wie beispielsweise Luft einen Unterdruckbereich bilden, können damit auch alle gasförmigen Medien sowie die mit Schüttgütern durchsetzte gasförmige Medien transportiert, verdichtet oder angesaugt werden.In Fig. 2 of the drawing, the pump 1 described above is shown in front view, from which in detail the arrangement and design of the rotor 2 can be seen. In this case, the rotor 2 consists essentially of a cylindrical Impeller 20, which has inside a cylindrical cavity 6, which forms an inlet chamber 12 in the illustrated pump 1. On the outer circumferential surface 4 of the rotor 2, nine convex elevations 3 are arranged distributed in equal angular portions, which form an axially extending airfoil on the outer tangential lateral surface 4 of the rotor 2. Since the rotor 2 has on its outer tangential lateral surface 4 a plurality of airfoil elements 3, which also form a negative pressure region in a rotation according to the Bernoulli effect in gaseous media such as air, all gaseous media as well as the gaseous media interspersed with bulk materials can thus be transported, be compressed or sucked.
Im Endbereich des Tragflächenprofils 3 sindIn the end of the airfoil 3 are
Durchtrittsöffnungen 5 zum innen liegenden Hohlraum 6 oder zur Einlasskammer 12 der Pumpe 1 vorgesehen, in der sich das zu pumpende Medium wie beispielsweise Wasser befindet. Die axiale Ausbildung der Pumpe 1 ist im einzelnen in Fig. 3 der Zeichnung in Draufsicht dargestellt. Aus Fig. 3 der Zeichnung ist ersichtlich, dass der Rotor 2 in axialer Richtung lamellenartig aufgebaut ist. Diese Lamellen sind wegen des Tragflächenprofils 3 aus flachen Blechen vorzugsweise mit Hilfe eines Lasers ausgeschnitten oder ausgestanzt. Dabei besteht der Rotor 2 hauptsächlich aus Lamellenringen 13 und einer Anordnung von Lamellenelementen 14 die das Flügelrad 20 bilden.Through openings 5 to the inner cavity 6 or to the inlet chamber 12 of the pump 1 is provided, in which there is the medium to be pumped, such as water. The axial design of the pump 1 is shown in detail in Fig. 3 of the drawing in plan view. From Fig. 3 of the drawing it can be seen that the rotor 2 is constructed lamellar in the axial direction. These slats are cut out or punched out of flat sheets, preferably with the aid of a laser, because of the airfoil profile 3. In this case, the rotor 2 mainly consists of lamellar rings 13 and an array of lamellar elements 14 which form the impeller 20.
Die Lamellenringe 13 sind in Fig. 4 der Zeichnung und die Lamellenelemente 14 in Fig. 5 der Zeichnung näher dargestellt, die als axiales Lamellenpaket das Flügelrad 20 mit den tangentialen Mantelflächen 4 bilden. Der in Fig. 3 der Zeichnung dargestellte Rotor 1 besteht aus drei Anordnungen von Lamellenelementen 14, an dessen äußeren Seitenflächen jeweils ein Lamellenring 13 befestigt ist. Dabei besteht der Lamellenring 13 vorzugsweise aus einem flachen Stahlblech, das für wasserhaltige Flüssigkeiten korrosionsgeschützt ist oder aus einem rostfreien Edelstahl besteht. Die Lamellenringe 13 als auch die Lamellenelemente 14 bestehen meist aus dem gleichen Material, das je nach verwendetem Medium auch aus anderen Metallen, harten Kunststoffen,The lamellar rings 13 are shown in detail in FIG. 4 of the drawing and the lamellar elements 14 in FIG. 5 of the drawing, which form the impeller 20 with the tangential lateral surfaces 4 as an axial lamella packet. The illustrated in Fig. 3 of the drawing rotor 1 consists of three arrangements of lamellar elements 14, on whose outer side surfaces in each case a lamellar ring 13 is fixed. There is the Slat ring 13 preferably made of a flat sheet steel, which is corrosion-resistant for water-containing liquids or consists of a stainless steel. The lamellar rings 13 and the lamellar elements 14 are usually made of the same material, depending on the medium used also from other metals, hard plastics,
Kunstfaserverbundstoffen oder Keramiken bestehen kann. Jeder Lamellenring 13 besitzt innen eine kreisförmige Bohrung 23 von beispielsweise 250 mm Durchmesser und einem kleinsten äußeren Durchmesser von ca. 360 mm. Dabei enthält der Lamellenring 13 vorzugsweise neun gleichartige Winkelbereiche von je AQ° , an dessen äußerer tangentialer Mantelfläche 4 jeweils eine konvexe Erhebung 19 angeordnet ist, die entgegen der Drehrichtung 18 flach mit einer abfallenden Steigung in einen Auslaufbereich 24 übergeht und ein Tragflächenprofil 3 bildet. Die konvexe Erhebung 19 weist gegenüber dem auslaufenden Ende vorzugsweise eine Erhebung 19 von ca. 45 mm auf und besitzt einen Radius von ca. 20 mm. Der entgegen der Drehrichtung 18 auslaufende abfallende Profilbereich 24 weist eine konkave Krümmung mit einem Radius von 167 mm auf und erstreckt sich auf einer Länge von ca. 70 mm. Die konvexe Erhebung 19 mit dem abfallenden konkaven auslaufenden Bereich 24 bildet damit auf der Mantelfläche 4 ein Profil eines Tragflächenflügels von Flugzeugen nach. Das Tragflächenprofil 3 endet dabei in einer leicht ansteigenden Spitze 25, die wie ein Spoiler wirkt und weitgehend Verwirbelungen an der Abreißkante verhindert.Synthetic fiber composites or ceramics may exist. Each lamellar ring 13 has inside a circular bore 23, for example, 250 mm diameter and a smallest outer diameter of about 360 mm. In this case, the lamellar ring 13 preferably contains nine similar angular ranges of each AQ °, at the outer tangential lateral surface 4 each have a convex elevation 19 is arranged, which merges against the direction of rotation 18 flat with a sloping slope in an outlet region 24 and forms a wing profile 3. The convex elevation 19 preferably has an elevation 19 of approximately 45 mm with respect to the outgoing end and has a radius of approximately 20 mm. The sloping profile region 24, which runs counter to the direction of rotation 18, has a concave curvature with a radius of 167 mm and extends over a length of approximately 70 mm. The convex elevation 19 with the sloping concave outgoing area 24 thus forms on the lateral surface 4 a profile of a wing of aircraft after. The wing profile 3 ends in a slightly rising top 25, which acts as a spoiler and largely prevents turbulence at the tear-off.
Nach der die Verwirbelung verhindernden Spitze 25 folgt entgegen der Drehrichtung 18 eine tangentiale gerade Fläche, die den geringsten Abstand zur Drehachse 26 aufweist und auf einer Länge von ca. 5 mm tangential zu dieser verläuft. Diese gerade Fläche begrenzt die Durchtrittsöffnungen 5 in axialer Richtung und beendet jedes einzelne Tragflächenprofil 3 auf der tangentialen äußeren Mantelfläche 4 des Rotors 2. Dabei wird jeder Lamellenring 13 von vorzugsweise gleichartigen Tragflächenprofilen 3 gebildet, die in gleichen Winkelbereichen und gleichen Abstand zur Drehachse 26 angeordnet sind.After the vortex preventing tip 25 follows against the direction of rotation 18, a tangential straight surface having the smallest distance from the axis of rotation 26 and extends over a length of about 5 mm tangentially to this. This straight surface bounds the passage openings 5 in the axial direction and terminates each individual airfoil profile 3 on the tangential outer circumferential surface 4 of the rotor 2. In this case, each lamellar ring 13 of preferably similar Wing profiles 3 are formed, which are arranged in the same angular ranges and the same distance from the axis of rotation 26.
5 Zwischen zwei äußeren Lamellenringen 13 sind zur Ausführung des dargestellten Pumpenrotors 2 drei Lamellenschichten von jeweils neun Lamellenelementen 14 angeordnet, die an ihren äußeren radialen Kanten ebenfalls das gleiche Tragflächenprofil 3 wie die Lamellenringe 13 aufweisen. Zur5 between two outer lamellar rings 13, three lamellae layers of nine lamellar elements 14 are arranged for the execution of the illustrated pump rotor 2, which also have the same airfoil profile 3 as the lamellar rings 13 at their outer radial edges. to
10 Ausbildung eines Flügelrades 20 eines Rotors 2 werden die einzelnen Lamellenelemente 14 deckungsgleich fluchtend mit dem Tragflächenprofil 3 mit einem Lamellenring 13 oder mit anderen Lamellenanordnungen verbunden und stellen dadurch einen axiales Flügelrad oder ein Flügelradteil dar, das auf seinerForming an impeller 20 of a rotor 2, the individual fin elements 14 are congruent aligned with the airfoil 3 with a lamellar ring 13 or with other fin arrangements and thereby represent an axial impeller or an impeller part is on his
15 äußeren tangentialen Mantelfläche 4 ein gleichmäßiges axial ausgerichtetes Tragflächenprofil 3 bildet. Dabei sind die Lamellenelemente 14 aber tangential beabstandet voneinander ~ angeordnet und insgesamt mit den Lamellenringen 13 verbunden, wobei der Abstand zwischen den Lamellenelementen eine15 outer tangential lateral surface 4 forms a uniform axially aligned airfoil 3. In this case, the lamellar elements 14 but tangentially spaced from each other ~ arranged and connected in total with the lamellar rings 13, wherein the distance between the lamellar elements a
20 Durchtrittsöffnung 5 bildet, durch die das vorgesehene Medium von dem innen liegenden zylindrischen Hohlraum 6 durch den Unterdruck entlang des abfallenden Tragflächenprofils 3 durch den Bernoulli-Effekt nach außen gesaugt wird.20 passage opening 5 forms, through which the intended medium is sucked from the inner cylindrical cavity 6 by the negative pressure along the sloping airfoil profile 3 by the Bernoulli effect to the outside.
\\
25 Zur strömungsgünstigen Ausbildung dieser Durchtrittsöffnungen 5 sind die einzelnen Lamellenelemente 14 in ihrem hinteren Bereich mit einer konvexen Krümmung 15 und in ihrem vorderen Bereich mit einer konkaven Krümmung 16 versehen, die während der Rotation einen weitgehend wirbelfreien DurchflussFor aerodynamic design of these passage openings 5, the individual fin elements 14 are provided in their rear region with a convex curvature 15 and in its front region with a concave curvature 16, which during the rotation of a largely eddy-free flow
30 ermöglichen. Dabei geht die konvexe Krümmung 15 an der30 allow. The convex curvature 15 at the
Innenkante ebenfalls in eine konkave Krümmung über, die den Radius der Bohrung 23 des Lamellenrings 13 von beispielsweise 125 mm entspricht. Dadurch bildet der Rotor 2 innen einen axial durchgehenden zylindrischen Hohlraum 6 -als EinlasskarnmerInner edge also in a concave curvature, which corresponds to the radius of the bore 23 of the plate ring 13, for example, 125 mm. As a result, the rotor 2 forms on the inside an axially continuous cylindrical cavity 6 as inlet chamber
35 12. Zur Befestigung des Flügelrades 20 mit der Antriebswelle 9 werden vorzugsweise nicht dargestellte sternförmige Verbindungselemente vorgesehen, die drehsteif mit der Antriebswelle 9 und vorzugsweise mit mindestens einem der Lamellenringe 13 verbunden sind. Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung kann das Tragflächenprofil 3 auch an der inneren tangentialen Mantelfläche angeordnet werden, wobei der Rotor 2 dann außen eine kreisförmige Mantelfläche 4 aufweist, wodurch sich die Durchflussrichtung umkehrt und die Auslasskammer 21 im Hohlraum 6 des Flügelrades 20 bzw. des Rotors 2 gebildet wird.12 12. For attachment of the impeller 20 to the drive shaft 9 not shown star-shaped connecting elements are preferably provided, which are torsionally rigid with the drive shaft 9 and preferably connected to at least one of the lamellar rings 13. In another embodiment of the invention, the airfoil 3 can also be arranged on the inner tangential lateral surface, wherein the rotor 2 then has a circular outer surface 4, whereby the flow direction reverses and the outlet chamber 21 in the cavity 6 of the impeller 20 and the rotor 2 is formed.
Zum Betrieb der Pumpe 1 wird der Rotor 2 mit einer vorgegebenen Drehzahl und Drehrichtung 18 angetrieben, so dass an der äußeren Mantelfläche 4 in Drehrichtung 18 hinter der konvexen Erhebung 19 sich nach dem Bernoulli-Effekt ein Unterdruck bzw. eine Druckdifferenz zum umgebenden gasförmigen oder flüssigen Medium bildet, so dass aus dem druckhöheren Innenraum 6 das Medium nach außen gesaugt wird. Dabei hängt die Druckdifferenz im wesentlichen von der Drehzahl bzw. der Umfangsgeschwindigkeit des Flügelrades 20 ab. Die Druckdifferenz steigt etwa linear so weit an, bis die Wirbelbildung an der Abrisskante oder anderen Verwirbelungselementen so groß wird, dass sich daraus ein nennenswerter Gegendruck ergibt. Dies kann aber durch eine vorteilhafte Ausbildung insbesondere der Abreißkante und durch Bildung kreisförmiger Einlass- 12 und Auslasskammern 21 verringert werden, so dass bei Drehzahlen von mindestens 10.000 U/min ein linearer Druckanstieg erfolgt.To operate the pump 1, the rotor 2 is driven at a predetermined rotational speed and direction 18, so that on the outer circumferential surface 4 in the direction of rotation 18 behind the convex elevation 19 after the Bernoulli effect, a negative pressure or a pressure difference to the surrounding gaseous or liquid Medium forms, so that from the pressure higher interior space 6, the medium is sucked to the outside. The pressure difference depends essentially on the speed or the peripheral speed of the impeller 20. The pressure difference increases approximately linearly until the vortex formation at the trailing edge or other turbulence elements becomes so great that it results in a significant backpressure. However, this can be reduced by an advantageous embodiment, in particular the tear-off edge and by the formation of circular inlet 12 and outlet chambers 21, so that at speeds of at least 10,000 rpm a linear increase in pressure takes place.
Durch einen hohen Differenzdruck kann auch gleichzeitig die Durchflussmenge pro Zeiteinheit vergrößert werden, die aber durch die Querschnittsflächen der Durchtrittsöffnungen 5 begrenzt ist. Allerdings kann die Durchflussmenge bzw. das Durchflussvolumen auf einfache Weise auch durch eine Vergrößerung der Oberfläche des Tragflächenprofils 3 erhöht werden. Im Grunde ist bereits eine Druckdifferenz mit nur einem Tragflächenprofil 3 am Umfang des Rotors 2 bzw. des Flügelrades 20 erzeugbar. Zur Erhöhung der Durchflussmenge und zur Verbesserung des Strömungsverhältnisses wurden allerdings vorzugsweise neun Tragflächenprofile 3 kreisförmig um den tangentialen äußeren Rotormantel 4 angeordnet, wobei aber auch eine geringere als auch eine höherer Anzahl von Profilflächen ausführbar ist. Ein derartiger Rotor 2 mit mindestens einem Tragflächenprofil 3 muss nicht zylinderförmig sein, sondern kann auch eine kugel- oder kegelförmige äußere Mantelfläche 4 aufweisen, durch die auch eine Druckdifferenz erzeugbar ist. Dabei benötigt ein derartiger Rotor auch keine abgeschlossenen Einlass- 12 und Auslasskammern 21, da bereits eine Rotation innerhalb eines gasförmigen oder flüssigen Mediums ohne Gehäuseteil eine Druckdifferenz erzeugt, die lediglich durch eine Ab- oder Zuführleitung nutzbar ist, die lediglich an eine der Ein- 12 oder Auslasskammern 21 angeschlossen sein muss. Dabei bestimmt im wesentlichen die Nutzungsmöglichkeit desDue to a high differential pressure, the flow rate per unit of time can also be increased at the same time, but this is limited by the cross-sectional areas of the passage openings 5. However, the flow rate or the Flow volume can be increased in a simple manner by increasing the surface of the airfoil 3. Basically, a pressure difference with only one airfoil 3 on the circumference of the rotor 2 and the impeller 20 is already generated. To increase the flow rate and to improve the flow ratio, however, preferably nine airfoils 3 were arranged in a circle around the tangential outer rotor shell 4, but also a smaller as well as a higher number of profile surfaces can be executed. Such a rotor 2 with at least one airfoil profile 3 need not be cylindrical, but may also have a spherical or conical outer surface 4, through which a pressure difference can be generated. In this case, such a rotor also requires no closed inlet 12 and outlet chambers 21, since even a rotation within a gaseous or liquid medium without housing part generates a pressure difference, which can only be used by a supply or supply line, which only to one of the inputs or outlet chambers 21 must be connected. This essentially determines the possibility of using the
Druckausgleichs die Bauart der Strömungsmaschine. So kann eine Strömungsmaschine mit einer abgeschlossenen und mit einer Leitung verbundenen Einlasskairaner als Saugmaschine auch für gasförmige Medien bzw. als Staubsauger ausgebildet sein. Hingegen ist ein Rotor 2 mit einer abgeschlossenenPressure equalization the design of the turbomachine. Thus, a turbomachine with a closed inlet duct connected to a duct as a suction machine can also be designed for gaseous media or as a vacuum cleaner. On the other hand, a rotor 2 with a closed
Auslasskammer 21 vorteilhaft als Kompressor oder Gebläse für ein gasförmiges Medium oder als Pumpe zum Transport oder zum Druckausgleich von flüssigen Medien einsetzbar. Ein derartiger Rotor 2 kann aber auch zur Erzeugung einer Drehzahl bei vorhandenem Druckunterschied eines umgebenden Mediums sowie zur Energieerzeugung bei vorhandenen Wasser- oder Luftdruckunterschieden genutzt werden. Bei einer in Fig. β der Zeichnung dargestellten besonderen Ausführungsform der Erfindung sind mehrere Flügelräder 20 axial nebeneinander angeordnet und durch separate Auslasskammern 21 voneinander getrennt. Dabei sind die vier dargestellten Flügelräder 20 auf einer gemeinsamenOutlet chamber 21 advantageously used as a compressor or blower for a gaseous medium or as a pump for transport or pressure equalization of liquid media. However, such a rotor 2 can also be used to generate a speed at an existing pressure difference of a surrounding medium and for generating energy in the presence of water or air pressure differences. In a particular embodiment of the invention shown in FIG. 6 of the drawings, a plurality of impellers 20 are arranged axially next to one another and are separated from one another by separate outlet chambers 21. The four illustrated impellers 20 are on a common
Antriebswelle 9 angeordnet, die in zwei Lagern 8 an einem Stator und dem Gehäuseteil gelagert ist. Alle Flügelräder 20 sind von einem mehrteiligen Gehäuse 7 umgeben, das drei Zwischenwände 22 aufweist und dadurch vier Auslasskammern 21 bildet, in denen jeweils ein gleichartiges Flügelrad 20 drehbar angeordnet ist.Drive shaft 9 is arranged, which is mounted in two bearings 8 on a stator and the housing part. All vanes 20 are surrounded by a multi-part housing 7, which has three partitions 22 and thereby forms four outlet chambers 21, in each of which a similar impeller 20 is rotatably arranged.
Jedes Flügelrad ist dabei wie das nach Fig. 1 bis 5 der Zeichnung beschriebene Flügelrad 20 ausgebildet und besteht im Grunde aus neun auf der äußeren Mantelfläche 4 angeordneten Tragflächenprofilen 3, zwischen denen Durchtrittsöffnungen 5 zum inneren Hohlraum 6 vorgesehen sind. Beim ersten Flügelrad 20 ist eine erste Einlassöffnung 10 zum Außenbereich des Gehäuses 7 als kreisrunde Aussparung vorgesehen, die eine Verbindung zum Hohlraum 6 des ersten Flügelrades 20 alsEach impeller is formed as described in FIGS. 1 to 5 of the drawing impeller 20 and basically consists of nine on the outer surface 4 arranged airfoils 3, between which passage openings 5 are provided to the inner cavity 6. In the first impeller 20, a first inlet opening 10 is provided to the outer region of the housing 7 as a circular recess, which connects to the cavity 6 of the first impeller 20 as
Einlasskammer 12 herstellt. Dieser ersten Einlassöffnung 10 wird das vorgesehene gasförmige oder flüssige Medium zugeführt, so dass dieses in die als Hohlraum 6 ausgebildete erste Einlasskammer 12 des ersten Flügelrades 20 gelangt. Wird der Rotor 2 mit einer vorgegebenen Drehzahl angetrieben, so entsteht an dem Tragflügelprofil 3 im Bereich der Durchtrittsöffnung 5 eine Druckdifferenz, wodurch das Medium nach außen in die das Flügelrad 20 umgebende erste Auslasskammer 21 gesaugt wird. Dadurch entsteht in dieser Auslasskammer 21 eine Druckerhöhung, die durch die zweiteInlet chamber 12 produces. This first inlet opening 10, the proposed gaseous or liquid medium is supplied so that it passes into the first inlet chamber 12 formed as a cavity 6 of the first impeller 20. If the rotor 2 is driven at a predetermined rotational speed, a pressure difference arises at the airfoil profile 3 in the area of the passage opening 5, as a result of which the medium is sucked outward into the first outlet chamber 21 surrounding the impeller 20. This results in a pressure increase in this outlet chamber 21, through the second
Einlassöffnung 27 in dem Hohlraum bzw. der Einlasskammer des zweiten Flügelrades 28 wirkt. Durch dieses rotierende zweite Flügelrad 28 wird wiederum eine Druckdifferenz erzeugt, so dass das Medium mit einer Druckerhöhung in eine zweite Auslasskammer 29 gelangt. Da auch in der zweiten Auslasskammer 29 eine Einlassöffnung zum dritten Flügelrad vorgesehen ist, erfolgt in den nachfolgenden zwei Auslasskairanern jeweils eine weitere gleich große Druckerhöhung, so dass eine derartige vierstufige Pumpe zu einem viermal höheren Druckanstieg führt wie bei einer einstufigen Pumpe 1 mit nur einem Flügelrad 20. Eine derartige mehrstufige Pumpe als Strömungsmaschine kann mit einer Vielzahl von Druckerhöhungsstufen ausgestattet sein, so dass sich damit je nach vorgesehener Drehzahl nahezu eine beliebige Druckerhöhungen herstellen lässt.Inlet opening 27 in the cavity or the inlet chamber of the second impeller 28 acts. By this rotating second impeller 28, in turn, a pressure difference is generated, so that the medium passes with a pressure increase in a second outlet chamber 29. As in the second outlet chamber 29 an inlet opening is provided to the third impeller, in the subsequent two Auslasskairanern each have a further equal increase in pressure, so that such a four-stage pump leads to a four times higher pressure increase as in a single-stage pump 1 with only one impeller 20. Such a multi-stage pump As turbomachine can be equipped with a variety of pressure increase stages, so that it can be produced depending on the intended speed almost any pressure increases.
Eine derartige mehrstufige Pumpe als Strömungsmaschine kann auch mit radialen Stufen ausgebildet sein. Dazu werden mehrere Flügelräder 20 mit unterschiedlich großen Außendurchmessern koaxial ineinander angeordnet und durch eine gemeinsame Antriebswelle 9 in Rotation versetzt. Mit einer derartig koaxial aufgebauten Strömungsmaschine lassen sich nicht nur sehr hohe Drücke erzeugen, sondern durch die hohe wirksame Oberfläche der Tragflächenprofile auch hohe Durchlassvolumina pro Zeiteinheit befördern.Such a multi-stage pump as a turbomachine can also be formed with radial steps. For this purpose, a plurality of impellers 20 are arranged coaxially with each other with different outer diameters and offset by a common drive shaft 9 in rotation. With such a coaxial turbomachine not only very high pressures can be generated, but also convey high passage volumes per unit time by the high effective surface of the airfoils.
In Fig. 9 der Zeichnung ist eine weitere besondere Ausführungsart der Erfindung dargestellt, die eine Antriebsturbine vorzugsweise für ein flüssiges Medium zeigt. Dazu ist ein einstufiger zylindrischer Rotor 2 mit auf seiner äußeren Mantelfläche angeordneten Tragflächenprofilen 3 und Durchtrittsöffnungen 5 zu seinem Hohlraum vorgesehen, der in einem zylinderförmigen Gehäuse 7 angeordnet ist. Das Gehäuse 7 enthält an seinem einen axialen Ende eine Einlassöffnung 10 und seinem anderen axialen Ende eine Auslassöffnung 11, die flaschenhalsartig ausgebildet ist. Der im Gehäuse 7 angeordnete Rotor 2 wird durch seine Einlassöffnung 10 über eine Welle 9 angetrieben, durch die auch das vorzugsweise flüssige Medium wie z. B. Wasser zugeführt wird. Durch eine Rotation wird das Wasser in das umgebende Gehäuse als Auslasskammer 21 gesaugt, so dass in dieser ein Überdruck entsteht, der aus der strömungsgύnstigen engen flaschenhalsartigen Auslassöffnung 11 in das umgebende Medium austritt. Je nach Antriebsdrehzahl und Querschnittsfläche der Auslassöffnung 11 strömt das Wasser mit einer bestimmten Anströmgeschwindigkeit in das umgebende stehende Wasser, wodurch eine turbinenartige Rückstoßwirkung erzeugt wird. Dadurch lassen sich vorzugsweise Wasserfahrzeuge antreiben oder Flüssigkeiten mit hohem Druck richtungsabhängig in gleichartige oder andere Medien abstrahlen. In Fig. 9 of the drawing, a further particular embodiment of the invention is shown, which shows a drive turbine preferably for a liquid medium. For this purpose, a single-stage cylindrical rotor 2 is provided with arranged on its outer circumferential surface airfoils 3 and passage openings 5 to its cavity, which is arranged in a cylindrical housing 7. The housing 7 contains at its one axial end an inlet opening 10 and its other axial end an outlet opening 11 which is formed like a bottle neck. The arranged in the housing 7 rotor 2 is driven by its inlet opening 10 via a shaft 9 through which the preferably liquid medium such. B. Water is supplied. By a rotation, the water is sucked into the surrounding housing as the outlet chamber 21, so that in this an overpressure arises, which emerges from the flow-tight narrow bottleneck-like outlet opening 11 into the surrounding medium. Depending on the drive speed and cross-sectional area of the outlet opening 11, the water flows at a certain flow velocity into the surrounding standing water, whereby a turbine-like recoil effect is generated. As a result, can preferably drive watercraft or radiate high pressure direction dependent in similar or other media.

Claims

Rotor für eine StrömungsmaschinePatentansprüche Rotor for a turbomachine patent claims
1. Rotor für eine Strömungsmaschine, der in einem gasförmigen oder flüssigen Medium umläuft und mindestens auf einer seiner Mantelflächen (4) ein Profil (3) mit mindestens einer konvexen Erhebung (9) zur Erzeugung eines1. rotor for a turbomachine, which rotates in a gaseous or liquid medium and at least on one of its lateral surfaces (4) has a profile (3) with at least one convex elevation (9) for generating a
Druckunterschieds aufweist, dadurch gekennzeichnet, dass die konvexe Erhebung (19) wie ein Tragflächenprofil (3) ausgebildet ist und der Rotor (2) innen einen axialen Hohlraum (6) aufweist und der Rotor (2) mit mindestens einer Kammer (12,21) zur Zu- oder Abführung des Mediums verbunden ist, wobei zwischen dem Hohlraum (6) der äußeren Mantelfläche (4) im Bereich des Tragflächenprofils (3) mindestens eine Durchtrittsöffnung (5) gesehen ist.Characterized in that the convex elevation (19) is designed as a wing profile (3) and the rotor (2) inside an axial cavity (6) and the rotor (2) with at least one chamber (12,21) is connected to the supply or discharge of the medium, wherein between the cavity (6) of the outer lateral surface (4) in the region of the airfoil profile (3) at least one passage opening (5) is seen.
2. Rotor nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass dieser mindestens ein Flügelrad (20) und eine mit diesem drehsteif verbundenen Welle (9) enthält, die in einem Stator (7) drehbar lagerbar ist.2. Rotor according to claim 1, characterized in that it comprises at least one impeller (20) and a torsionally rigidly connected thereto shaft (9) which is rotatably storable in a stator (7).
3. Rotor nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (20) im wesentlichen zylinderförmig ausgebildet ist und innen einen zylinderförmigen Hohlraum (6) aufweist, wobei das Tragflächenprofil (3) entweder auf der äußeren Mantelfläche (4) oder auf der inneren Mantelfläche angeordnet ist.3. Rotor according to claim 1 or 2, characterized in that the impeller (20) is formed substantially cylindrical and inside a cylindrical cavity (6), wherein the airfoil (3) either on the outer surface (4) or on the inner lateral surface is arranged.
4. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass mindestens ein Tragflächenprofil (3) axial und tangential auf einer der Mantelflächen (4) des Flügelrades (20) angeordnet ist, wobei das Tragflächenprofil (3) mindestens eine radiale konvexe Erhebung (19) aufweist, die entgegen der Drehrichtung (18) in einen langgestreckten abfallenden Auslaufbereich (24) übergeht, dessen Abstand zur Drehachse (26) sich bei einer äußeren Mantelfläche (4) verringert und bei einer inneren Mantelfläche erhöht und an oder in dessen Endbereich mindestens eine Durchtrittsöffnung (5) zum inneren Hohlraum (6) angeordnet ist.4. Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that at least one airfoil (3) axially and tangentially on one of the lateral surfaces (4) of the impeller (20) is arranged, wherein the Tragflächenprofil (3) has at least one radial convex projection (19) opposite to the direction of rotation (18) merges into an elongated sloping outlet region (24) whose distance from the axis of rotation (26) decreases at an outer lateral surface (4) and at Increases the inner circumferential surface and at or in the end region at least one passage opening (5) to the inner cavity (6) is arranged.
5. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (20) aus einem Metall-, einem Kunststoff-, einem Glasfaserverbund- oder einem Keramikerkstoff besteht.5. Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the impeller (20) consists of a metal, a plastic, a Glasfaserverbund- or a ceramic material.
6. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (20) lamellenartig aufgebaut ist und aus mindestens einem Lamellenring (13) mit mindestens einem Tragflächenprofil (3) und einer Anordnung von mindestens einem Lamellenelement (14) mit einem Tragflächenprofil (3) besteht, die axial fluchtend miteinander verbunden sind, wobei die Lamellenelemente (14) tangential so weit voneinander beabstandet sind, dass sich dadurch mindestens eine Durchtrittsöffnung (5) bildet.6. Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the impeller (20) is constructed like a lamellar and at least one lamellar ring (13) with at least one airfoil (3) and an arrangement of at least one lamellar element (14) with a wing profile ( 3), which are axially aligned with each other, wherein the lamellar elements (14) are tangentially spaced so far apart that thereby at least one passage opening (5) is formed.
7. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet , dass die konvexe Erhebung (19) eine Teilkreisfläche mit einem vorgegebenen Radius beschreibt, die entgegen der Drehrichtung (18) in den abfallenden Auslaufbereich (24) übergeht, der geradlinig, leicht konvex oder leicht konkav verläuft und in dessen Bereich oder an dessen Ende die Durchtrittsöffnung (5) angeordnet ist. 7. Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the convex elevation (19) describes a pitch circle surface having a predetermined radius, which merges against the direction of rotation (18) in the sloping outlet region (24), the straight, slightly convex or light concave and in the region or at the end of the passage opening (5) is arranged.
8. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der abfallende Auslaufbereich (24) leicht konkav ausgebildet ist und an dessen Ende eine radial nach außen gerichtete Spitze (25) als Abreißkante spoilerartig angeordnet ist.8. Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the sloping outlet region (24) is slightly concave and at the end of a radially outwardly directed tip (25) is arranged as a tear-off spoiler-like.
9. Rotor nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (29) axial mehrstufig ausgebildet ist, wobei in Richtung der Drehachse (26) axial hintereinander mehrere beabstandete Flügelradteile (20,28) angeordnet sind, die jeweils als separates Flügelrad (20,28) wirken, wobei diese aber drehsteif miteinander oder der Welle (9) verbunden sind.9. Rotor according to one of the preceding claims, characterized in that the impeller (29) is formed axially in several stages, wherein in the direction of the axis of rotation (26) axially spaced a plurality of spaced Flügelradteile (20,28) are arranged, each as a separate impeller ( 20,28) act, but these are torsionally rigid with each other or the shaft (9) are connected.
10. Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Flügelrad (20) radial mehrstufig ausgebildet ist, wobei mehrere Flügelräder (20) mit unterschiedlichen Durchmessern koaxial ineinander und symmetrisch zur Drehachse (26) angeordnet und drehsteif miteinander und/oder der Welle (9) verbunden sind.10. Rotor according to one of claims 1 to 8, characterized in that the impeller (20) is radially formed in several stages, wherein a plurality of impellers (20) with different diameters coaxially with each other and arranged symmetrically to the axis of rotation (26) and torsionally rigid with each other and / or the shaft (9) are connected.
11. Strömungsmaschine mit einem Rotor nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Stator ein Gehäuse (7) in dem der Rotor gelagert ist aufweist, das entweder mit einer äußeren. Mantelfläche (4) und/oder einer inneren Mantelfläche des Rotors (2) mindestens eine Kammer (12,21) bildet, die bei Rotation eine Druckdifferenz zum umgebenden gasförmigen oder flüssigen Medium aufweist.11. Turbomachine with a rotor according to one of claims 1 to 10, characterized in that it has a stator (7) in which the rotor is mounted as a stator, which is either with an outer. Mantle surface (4) and / or an inner circumferential surface of the rotor (2) at least one chamber (12,21) forms, which has a pressure difference to the surrounding gaseous or liquid medium during rotation.
12. Strömungsmaschine nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, dass das Gehäuse (7) als Kammer (12,21), in der das Medium zugeführt wird, eine Einlasskammer (12) und als Kammer, in der das Medium abgeführt wird, eine Auslasskammer (21) bildet. 12. Turbomachine according to claim 11, characterized in that the housing (7) as a chamber (12,21), in which the medium is supplied, an inlet chamber (12) and as a chamber in which the medium is discharged, an outlet chamber ( 21).
13. Strömungsmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens einen Rotor (2) enthält, dessen äußere Mantelfläche (4) von einem Gehäuseteil (7) umgeben ist und das mit diesem am Rotor13. Turbomachine according to claim 11 or 12, characterized in that it comprises at least one rotor (2) whose outer circumferential surface (4) by a housing part (7) is surrounded and with this on the rotor
(2) eine Einlass- (12) oder Auslasskammer (21) bildet und mindestens eine Ein- (10) und/oder Auslassöffnung (11) aufweist.(2) forms an inlet (12) or outlet chamber (21) and has at least one inlet (10) and / or outlet (11).
14. Strömungsmaschine nach Anspruch 11 oder 12, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens einen Rotor (2) enthält, dessen innerer Hohlraum (6) von mindestens einem Gehäuseteil (7) abgedeckt ist und mit dem Hohlraum (6) eine Einlass- (12) oder Auslasskammer (21) bildet und mindestens eine Ein- (10) und/oder Auslassöffnung (11) aufweist.14. Turbomachine according to claim 11 or 12, characterized in that it comprises at least one rotor (2) whose inner cavity (6) is covered by at least one housing part (7) and with the cavity (6) an inlet (12) or outlet chamber (21) and at least one inlet (10) and / or outlet opening (11).
15. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 14, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens eine Ein- (12) und eine Auslasskammer (21) enthält, wobei jede Kammer (12,21) eine Ein- (10) oder Auslassöffnung (11) aufweist.15. Turbomachine according to one of claims 11 to 14, characterized in that it comprises at least one inlet (12) and an outlet chamber (21), each chamber (12,21) having an inlet (10) or outlet (11) having.
16. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens einen Rotor (2) mit einem axial mehrstufiges Flügelrad (20,28) enthält und dessen äußere Mantelflächen (4) von einem separaten Gehäuseteil (7,22) umgeben sind, das jeweils eine Einlassöffnung (27) zur nächstfolgenden Stufe mit einem weiteren Flügelradteil (28) aufweist oder eine Ein- (10) oder Auslassöffnung (11) besitzt.16. Turbomachine according to one of claims 11 to 15, characterized in that it comprises at least one rotor (2) with an axially multi-stage impeller (20,28) and the outer lateral surfaces (4) surrounded by a separate housing part (7,22) are each having an inlet opening (27) to the next stage with another impeller part (28) or an inlet (10) or outlet opening (11).
17. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 15, dadurch gekennzeichnet, dass diese mindestens einen Rotor (2) mit einem radial mehrstufiges Flügelrad enthält, das von einem gemeinsamen Gehäuseteil (7) umgeben ist und/oder dessen Hohlräume (6) von mindestens einem Gehäuseteil (7) abgedeckt sind, wobei mindestens ein Gehäuseteil (7) mit einer Ein- (10) oder Auslassöffnung (11) versehen ist.17. Turbomachine according to one of claims 11 to 15, characterized in that it contains at least one rotor (2) with a radially multi-stage impeller, the is surrounded by a common housing part (7) and / or whose cavities (6) are covered by at least one housing part (7), wherein at least one housing part (7) is provided with an inlet (10) or outlet opening (11).
18. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Antriebsturbine ausgebildet ist und mindestens einen Rotor (2) mit einem Flügelrad (20) enthält, der von einem zylinderförmigen Gehäuseteil (7) umgeben ist und den Rotor (2) umschließt und eine axiale Einlassöffnung (10) zur Zuführung eines gasförmigen oder flüssigen Mediums und zur Einführung einer Welle (9) enthält und an dessen gegenüberliegendem axialen Ende eine flaschenhalsförmige Auslassöffnung (11) aufweist.18. Turbomachine according to one of claims 11 to 17, characterized in that it is designed as a drive turbine and at least one rotor (2) with an impeller (20) which is surrounded by a cylindrical housing part (7) and the rotor (2 ) and an axial inlet opening (10) for supplying a gaseous or liquid medium and for introducing a shaft (9) and at its opposite axial end a bottle neck-shaped outlet opening (11).
19. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese als Pumpe, Kompressor, Verdichter, Turbine, Turbomaschine oder Druckneutralisator ausgebildet ist.19. Turbomachine according to one of claims 11 to 17, characterized in that it is designed as a pump, compressor, compressor, turbine, turbomachine or pressure neutralizer.
20. Strömungsmaschine nach einem der Ansprüche 11 bis 17, dadurch gekennzeichnet, dass diese zur Drehzahlerzeugung mittels eines gasförmigen oder flüssigen Mediums ausgebildet ist und mindestens eine Einlasskammer (12) zur richtungsweisenden Zuführung des druckbeaufschlagten gasförmigen oder flüssigen Mediums enthält, die so ausgebildet ist, dass die Strömungsrichtung auf die konvexe Erhebung (19) des drehbar gelagerten Rotors (2) gerichtet ist. 20. Turbomachine according to one of claims 11 to 17, characterized in that it is designed for generating rotational speed by means of a gaseous or liquid medium and at least one inlet chamber (12) for directionally supplying the pressurized gaseous or liquid medium, which is designed such that the flow direction is directed to the convex elevation (19) of the rotatably mounted rotor (2).
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