Die Erfindung betrifft eine rotodynamische Maschine zur Förderung eines Fluides, insbesondere eine Turbomaschine oder eine Kreiselpumpe, gemäss Anspruch l sowie ein Verfahren zum Betrieb einer rotodynamisehen Maschine gemäss Anspruch 12.

Es ist bekannt die Welle einer rotodynamisehen Maschine zur Förderung eines Fluides, wie einer Turbomaschine, insbesondere eines Turbokompressors, mit zwei beiderseits im Bereich des Wellenendes angeordneten Magnetlagern in radialer Richtung zu halten. Magnetlager haben eine begrenzte spezifische Lagerkapazität, die geringer ist als bei herkömmlichen Lagern. Aus Platzgründen sind diese Magnetlager bei Turbomaschinen in Verlaufsrichtung der Welle sehr schmal ausgestaltet und verfügen daher über eine geringe Tragkraft.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung den Rotor einer rotodynamisehen Maschine technisch und wirtschaftlich vorteilhafter zu lagern und anzutreiben.

Diese Aufgabe wird gelöst gemäss den Merkmalen von Anspruch l. Die Unteransprüche 2 bis 11 beziehen sich auf

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ist, indem mit den Spulen ein magnetisches Drehfeld erzeugt wird.

Ein lagerloser Motor kann zum Beispiel ähnlich einem Synchronmotor ausgestaltet sein, indem der Läufer ein in radialer Richtung verlaufender Permanentmagnet aufweist, und der Stator eine Drehfeldwicklung, auch als eine Antriebswicklung bezeichnet, zur Erzeugung eines Drehfeldes aufweist, welches den Läufer um dessen Drehachse rotierend antreibt. Zudem weist der Stator eine Steuerwicklung auf, um die Lage des Läufers in einer senkrecht zur Drehachse verlaufenden Ebene anzusteuern, wobei die Lage der Läufers bzw. der magnetische Fluss mit Sensoren erfasst wird und die Steuerwicklung über eine Ansteuervorrichtung derart angesteuert werden, dass der Rotor in der senkrecht zur Achse des Stators verlaufenden Ebene berührungslos im Stator gehalten wird. In einer Ausführungsform weist ein derart ausgestalteter sogenannter lagerloser Motor eine Antriebswicklung mit einer Polpaarzahl p und eine Steuerwicklung mit einer Polpaarzahl p+1 oder p-1 auf.

Der lagerlose Motor kann auch als ein Induktionsmotor beziehungsweise ein Asynchronmotor ausgestaltet sein, wobei der Läufer zum Beispiel als ein Käfigläufer ausgestaltet ist mit einem kurzgeschlossenen Käfig, sodass im Käfigläufer durch magnetische Wechselfelder ein induzierter Strom erzeugbar ist.

Die erfindungsgemässe rotodynamische Maschine wie eine Turbomaschine oder eine Kreiselpumpe umfasst mindestens eine Antriebs- und Lagervorrichtung, welche Vorrichtung als eine elektrische Maschine mit einem magnetisch gelagerten Läufer ausgestaltet ist, wobei die das Drehmoment und die magnetische Lagerkraft bewirkenden Wicklungen gemeinsam in einem Stator angeordnet sind, und

eines Reluktanzmotors oder eines Induktionsmotors beziehungsweise eines Asynchronmotors. Der Rotor des lagerlosen Motors ist zumindest in einer senkrecht zur Drehachse verlaufenden Ebene durch magnetisch wirkende Kräfte berührungslos im Stator gehalten. Die elektromagnetischen Spulen sind derart ansteuerbar, dass die Lage des Rotors in einer senkrecht zur Drehachse des Rotors verlaufenden Ebene aktiv beeinflussbar ist. Die Lage des Rotors wird mit Sensoren überwacht und die elektromagnetischen Spulen mit einer entsprechend ausgestalteten Ansteuervorrichtung derart regelbar angesteuert, dass der Rotor bezüglich der senkrecht zur Drehachse des Rotors verlaufenden Ebenen berührungslos im Stator gehalten ist. Zudem kann über eine entsprechende Ansteuerung der elektromagnetischen Spulen des Stators ein Drehmoment auf den Rotor beziehungsweise den Läufer erzeugt werden, sodass dieser eine Rotation um dessen axiale Achse erfährt. Der Rotor eines derartigen sogenannten lagerlosen Motors ist somit bezüglich dreier Freiheitsgrade, nämlich der Lage in x- und y-Richtung sowie der Rotation um dessen Achse, aktiv ansteuern. Ein diese Eigenschaften aufweisender lagerloser Motor kann durch unterschiedliche Konstruktionsformen ausgestaltet sein.

Ein lagerloser Motor kann zum Beispiel als ein

Reluktanzmotor ausgestaltet sein, indem der Läufer zum Beispiel kreuzförmig ausgestaltet ist, und der Stator aus einer Mehrzahl von in radialer Richtung verlaufenden, in Umfangsrichtung um den Läufer angeordneten, elektrisch einzeln ansteuerbaren Spulen ausgestaltet ist. Diese

Spulen sind derart ansteuerbar, dass der Läufer und somit die gesamte Welle bezüglich einer senkrecht zur Drehachse verlaufenden Ebene in der Schwebe gehalten wird, und der Läufer zudem um dessen Drehachse rotierend antreibbar

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und Lagervorrichtung angeordnet werden können. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass die gesamte Turbomaschine vollständig gekapselt in einem Gehäuse integrierbar ist, da die Antriebs- und Lagervorrichtung sowohl die Lagerung der Welle als auch den Antrieb der Welle bewirkt. Somit ist es nicht mehr erforderlich die Welle aus dem Gehäuse vorstehen zu lassen, um die Welle der Turbomaschine oder der Kreiselpumpe durch eine ausserhalb des Gehäuses angeordnete Antriebsvorrichtung anzutreiben.

Die Erfindung wird weiter an Hand von mehreren Ausführungsbeispielen beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Turbomaschine oder eine Kreiselpumpe mit zwei Antriebs- und Lagervorrichtungen;

Fig. 2 eine Turbomaschine oder eine Kreiselpumpe mit zwei Antriebs- und Lagervorrichtungen und symmetrisch angeordneten Verdichtungsrädern beziehungsweise Laufrädern;

Fig. 3 eine weitere Turbomaschine mit einer Mehrzahl von Verdichtungsrädern;

Fig. 4 eine weitere Turbomaschine mit einer Regelvorrichtung;

Fig. 5 ein Ausführungsbeispiel eines Axiallagers;

Fig. 5a ein weiteres Ausführungsbeispiel eines Axiallagers;

Fig. 6 ein schematischer Querschnitt durch einen

Stator einer Antriebs- und Lagervorrichtung sowie eine entsprechende Regelvorrichtung;

wobei der Läufer ein Teil der Welle der Turbomaschine bildet, und wobei eine die beiden Wicklungen ansteuernde Regelvorrichtung vorgesehen ist, derart, dass mit der einen Wicklung eine auf den Läufer wirkende magnetische Tragkraft erzeugbar ist, um die Welle in radialer Richtung berührungslos zu halten, und dass mit der anderen Wicklung ein auf den Läufer wirkendes Drehmoment erzeugbar ist.

Diese rotodynamische Maschine wie Turbomaschine oder eine Kreiselpumpe weist den Vorteil auf, dass die Antriebs¬ und Lagervorrichtung, welche unter anderem die magnetische Tragkraft für die Welle erzeugt, in Verlaufsrichtung der Welle relativ breit bzw. lange ausgestaltbar ist. Diese daraus resultierende, relativ breite und somit grosse Lagerfläche erlaubt höhere statische sowie dynamische Lasten zu tragen als auch sich dynamisch verändernde Lastanteile zu kompensieren. Dank der grossen Lagerfläche sind relativ grosse Lagerkräfte erzeugbar, sodass über eine die Antriebs- und Lagervorrichtung ansteuernde Regelvorrichtung die

Tragkraft entsprechend dem Zustand der Turbomaschine oder der Kreiselpumpe vorgebbar und/oder veränderbar ist.

Ein Vorteil der Erfindung ist darin zu sehen, dass die Welle der rotodynamischen Maschine wie einer Turbomaschine oder einer Kreiselpumpe mit zumindest zwei über der Welle verteilt angeordneten Antriebs- und Lagervorrichtungen in radialer Richtung berührungslos gehalten werden kann. Dabei können zwei oder auch mehrere Verdichterräder oder Laufräder auf der Welle nebeneinander angeordnet sein. Ein weiterer Vorteil ist darin zu sehen, dass es die Antriebs- und Lagervorrichtung erlaubt, das dynamische Verhalten der Welle zu beeinflussen, weshalb auf einer gemeinsamen Welle eine Mehrzahl von Verdichterrädern sowie Antriebs-

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der anderen Wicklung 15 ein auf den Läufer 4a wirkendes Drehmoment erzeugbar ist.

Die Antriebs- und Lagervorrichtung 1 ist vom Wirkungsprinzip her als eine synchrone oder asynchrone Drehfeldmaschine ausgestaltet, mit im Stator angeordneten Drehstromwicklungen. Wie in Fig. 6 dargestellt besteht die Ständerwicklung aus zwei galvanisch getrennten Drehstromwicklungen 15,16 mit den Polpaarzahlen pl und p2. Die Polpaarzahlen pl und p2 der beiden die Ständerwicklung bildenden Drehstromwicklungen 15,16 unterscheiden sich um eins. Die beiden verschiedenpoligen Wicklungen 15,16 können im Ständer radial übereinanderliegend oder auch ineinander verschachtelt angeordnet sein, d.h. mit in Umfangsrichtung abwechselnd zu der einen oder anderen Wicklung gehörenden Spulen. Das zum Antrieb des Läufers 4b notwendige Drehmoment wird von der die gleiche Polpaarzahl wie der Läufer 4b aufweisende Wicklung 15 erzeugt. Der Läufer 4b ist dabei als ein Käfigläufer ausgestaltet. Durch das Drehfeld der anderen Wicklung 16 wird kein Antriebsmoment erzeugt, da im

Läufer 4b eine entsprechende Polpaarzahl fehlt. Durch das Zusammenwirken der beiden verschiedenpoligen, jedoch durch die Regelvorrichtung 7 mit gleicher Frequenz erregten, gleichsinnig umlaufenden Drehfelder, wird im Luftspalt der Antriebs- und Lagervorrichtung 1 eine räumlich feststehende, einseitige magnetische Zugkraft auf den Läufer 4b bewirkt, was zu dessen Lagerung dient. Durch eine Veränderung der Grosse und der Phasenlage der die Wicklungen 15,16 speisenden Spannungen in bezug zueinander kann der Betrag und die Richtung der magnetischen Lagerkraft eingestellt werden.

Die Antriebs- und Lagervorrichtung 1 kann als eine Synchronmaschine ausgestaltet sein, wobei der Läufer 4b als ein Permanentmagnet- oder Reluktanzläufer ausgebildet

Fig. 7 ein Querschnitt durch ein Radiallager.

Fig. 1 zeigt schematisch eine Turbomaschine 2, welche, gekapselt in einem druckfesten Gehäuse 8 angeordnet, eine gemeinsame Welle 4 sowie zwei Kompressionsstufen und zwei Antriebs- und Lagervorrichtungen 1 aufweist. Das druckfeste Gehäuse 8 ist entsprechend dem Innendruck der Kompressionsstufen dimensioniert. Von den Kompressionsstufen sind der Übersichtlichkeit halber nur die beiden Verdichterräder 3 dargestellt, welche mit der Welle 4 fest verbunden sind. Die beiden Antriebs- und

Lagervorrichtungen l sind im Bereich des Endes der Welle 4 angeordnet und haben die Aufgabe, die Läufer 4a und somit auch die mit den Läufern 4a fest verbundene Welle 4 in radialer Richtung durch magnetisch wirkende Kräfte berührungslos zu lagern und die Welle 4 anzutreiben. Die Antriebs- und Lagervorrichtung 1 weist einen Läufer 4a auf, welcher ein Teil der Welle 4 bildet. Der zu komprimierende Massenstrom 9a tritt über eine Eintrittsöffnung 8a in den Innenraum des Gehäuses 8, wobei der Massenstrom 9b durch die Verdichtungsräder 3 fliessend das Gehäuse 8 über die Austrittsöffnung 8b als ein austretender Massenstrom 9c wieder verlässt.

Jede Antriebs- und Lagervorrichtung 1 ist als eine elektrische Maschine mit einem magnetisch gelagerten Läufer 4a ausgestaltet, wobei im Stator der Antriebs- und Lagervorrichtung zwei das Drehmoment und die magnetische Lagerkraft bewirkenden Wicklungen 15, 16 angeordnet sind. Der Läufer 4a bildet ein Teil der Welle 4 der Turbomaschine 2. Die beiden Wicklungen 15,16 werden von einer Regelvorrichtung 7 derart angesteuert, dass mit der einen Wicklung 16 eine auf den Läufer 4a wirkende magnetische Tragkraft erzeugbar ist, um die Welle 4 in radialer Richtung berührungslos zu halten, und dass mit

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axialer Richtung verlaufende Kräfte zu erzeugen, deren Betrag und Richtung über die Wicklungen 15,16 steuerbar ist, um dadurch die zum Beispiel durch die Verdichterräder 3 bewirkten Axialkräfte zu kompensieren.

Fig. 1 zeigt schematisch zudem ein Ausführungsbeispiel einer Kreiselpumpe 2a, wobei die Welle 4 zwei in axialer Richtung beabstandet angeordnete Laufräder 3c trägt. Die Welle 4 ist, wie bereits vorgängig am Ausführungsbeispiel der Turbomaschine 2 ausführlich beschrieben, durch die zwei Antriebs- und Lagervorrichtungen 1 berührungslos gehalten und angetrieben.

Fig. 5a zeigt ein weiteres, konventionelles Axiallager 13 zur Kompensation des auf die Welle 4 wirkenden Axialschubes. Das Axiallager 13 weist einen mit einem Druck p beaufschlagbaren Innenraum 13c auf sowie eine

Scheibe 13d, welche mit der Welle 4 fest verbindbar ist. Zwischen der Gehäusewand des Innenraumes 13c und der Scheibe 13d ist zur Welle 4 hin eine Trockengasdichtung 13e angeordnet. Die axiale Lage der Welle 4 wird mit einem Sensor erfasst und der Druck p eines Fluides auf Grund der axialen Lager der Welle derart geregelt, dass auf die Welle 4 ein Axialschub erzeugt wird, um die Welle 4 in einer vorgebbaren Lage zu halten. Für eine Kreiselpumpe 2a kann ein Axiallager mit demselben technischen Effekt, nämlich die Welle 4 in einer vorgebbaren Lage zu halten, dadurch erreicht werden, dass an Stelle der Trockengasdichtung eine Schwimmringdichtung mit einer entsprechenden Flüssigkeit angeordnet wird. Die Trockengasdichtung wird somit durch eine sogenannte nasse Dichtung ersetzt.

Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. l sind die Laufräder 3 fest mit der Welle 4 verbunden. Der Läufer 4a der Antriebs- und Lagervorrichtung l sowie die Welle 4b der

ist, oder als ein elektrisch erregter Läufer. Die Antriebs- und Lagervorrichtung 1 kann auch als eine Asynchronmaschine ausgebildet sein, wobei der Läufer 4b eine oder mehrere in sich kurzgeschlossene Schleifen- oder Wellenwicklung oder eine mit Widerständen abgeschlossene Wicklung aufweiεt, deren Polpaarzahl pl der Polpaarzahl pl der Wicklung 15 entspricht. Die Wicklung kann insbesondere sinusförmig verteilt auf dem Läufer 4b angeordnet sein. In Fig. 6 sind weiter zwei in der Antriebs- und Lagervorrichtung 1 angeordnete Sensoren 6 zum Erfassen der Lage des Läufers 4a dargestellt. Die Sensoren sind über elektrische Leitungen 6a mit der Regelvorrichtung 7 verbunden. Der Läufer 4a rotiert mit einer Winkelgeschwindigkeit ω, beziehungweise wird durch die Wicklung 15 auf den Läufer 4a ein Drehmoment M bewirkt.

In Fig. l nicht dargestellt ist ein Axiallager, welches die durch die Verdichterräder 3 bewirkten, in axialer Richtung verlaufenden Kräfte kompensiert, um die Welle 4 in axialer Richtung ortsfest zu halten. Ebenso nicht dargestellt ist die übliche Kompensation der Axialkräfte durch einen entsprechend dimensionierten

Ausgleichskolben. Fig. 5 zeigt ein derartiges Axiallager 13, welches im dargestellten Ausführungsbeispiel als ein magnetische Axiallager 13 ausgeführt ist, mit einer Scheibe 13a, Elektromagneten 13b sowie Sensoren zur Erfassung der axialen Lage der Welle 4. Zur Axiallagerung der Welle 4 können unterschiedliche Axiallager verwendet werden. Nebst einem konventionellen vorhin beschriebenen axialen Magnetlager sind weitere Axiallager geeignet. Die Antriebs- und Lagervorrichtung 1 verfügt an sich über eine gewisse Axiallagerkapazität. Weiter kann die Antriebs- und Lagervorrichtung 1 mit einem konisch verlaufenden Läufer 4a sowie einem entsprechend angepasst verlaufenden Stator ausgestaltet sein, was dazu dient in

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Fluid eine Eintrittsseite 3a und eine Austrittsseite 3b auf.

Fig. 3 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiel einer Turbomaschine 2 mit Welle 4 und einer Mehrzahl von in Serie angeordneten Antriebsvorrichtungen 1 und

Verdichterrädern 3, welche alle eine gemeinsame Welle 4 aufweisen. Mit Sensoren 6 wird die Lage der Welle 4 erfasst und die Wicklungen 15,16 der Antriebs- und Lagervorrichtung l durch die RegelVorrichtung 7 derart angesteuert, dass die Welle 4 in zumindest radialer

Richtung berührungslos durch magnetisch wirkende Kräfte gehalten wird.

Das rotordynamische Verhalten der Welle 4 lässt sich über die Wicklungen 15,16 während dem Betrieb der Turbomaschine 2 beeinflussen, indem die durch die

Wicklungen 15,16 erzeugten, magnetisch wirkenden Kräfte variiert werden. Diese Kräfte sind zum Beispiel in zur Schwerkraft entgegengesetzter Richtung beeinflussbar. Die Wicklung 15,16 ist auch derart ansteuerbar, dass der magnetisch bewirkte Kraftvektor eine durch die

Regelvorrichtung 7 vorgebbare, radial verlaufende Richtung einnimmt, oder dass die Ausrichtung des radial verlaufenden Kraftvektors zeitlich verändert wird. Zudem ist der Betrag des Kraftvektors veränderbar. Da die Lage der Welle 4 mit Sensoren 6 messbar ist, sind die

Wicklungen 15,16 über eine Regelvorrichtung 7 derart ansteuerbar, dass das rotordynamische Verhalten der Welle 4 bzw. der Turbomaschine beeinflussbar ist.

Die Turbomaschine 2 weist ein Gehäuse 8 auf, das derart ausgestaltet ist, dass alle festen und rotierenden Teile im inneren des Gehäuses 8 gekapselt angeordnet sind. Durch eine Eintrittsöffnung 8a gelangt der eintretende Massenstrom 9a in das Innere des Gehäuses 8, durchläuft

Verdichtungsräder 3 sind unter Ausbildung einer gemeinsamen Welle 4 fest miteinander verbunden. Die gemeinsame Welle 4 ist mechanisch trennbar, indem der Läufer 4a sowie die Welle 4b mit mechanischen Mitteln miteinander lösbar verbunden sind. Die gesamte Welle 4 mit daran befestigten Verdichtungsrädern 3 ist durch die beiden im Endbereich der Welle 4 angeordneten Antriebs¬ und Lagervorrichtungen 1 berührungslos gelagert. Das auf die Welle 4 bewirkte Drehmoment wird ebenfalls von den Antriebs- und Lagervorrichtungen 1 erzeugt. Die Antriebs¬ und Lagervorrichtungen 1 sind derart ansteuerbar, dass das Drehmoment entweder nur von einer oder von beiden Antriebs- und Lagervorrichtungen 1 erzeugt wird, wobei bei zwei drehmomenterzeugenden Antriebs- und Lagervorrichtungen 1 das gesamte Drehmoment in einem beliebigen Verhältnis auf die einzelnen Antriebs- und Lagervorrichtungen 1 aufteilbar ist.

Fig. 2 zeigt eine weitere Turbomaschine 2 beziehungsweise eine Kreiselpumpe 2a mit zwei unmittelbar nebeneinander angeordneten Antriebs- und Lagervorrichtung 1 mit einer gemeinsamen Welle 4 mit Läufer 4a sowie beidseitig symmetrisch angeordneten Verdichtungsrädern 3 beziehungsweise Laufrädern 3c, welche durch die Antriebs und Lagervorrichtung l angetrieben sind und zumindest in radialer Richtung berührungslos gelagert sind. Die beiden Verdichtungsräder 3 oder Laufräder 3c sind gegeneinander gerichtet auf der Welle 4 angeordnet, was den Vorteil bewirkt, dass die in axialer Richtung verlaufenden Kräfte gegenseitig mindestens annähernd kompensiert werden. Die Antriebs- und Lagervorrichtung 1 kann derart ausgestaltet und ansteuerbar sein, dass sie eine gewisse steuerbare Axialkraft erzeugen kann, sodass im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 2 unter Umständen kein zusätzliches Axiallager erforderlich ist. Das Verdichtungsrad 3 beziehungsweise das Laufrad 3c weist für das geförderte

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ausgestaltet. Durch diese Vorrichtung 20,21 fliesst eine Flüssigkeit oder ein Gas 22, z.B. Stickstoff, um die Antriebs- und Lagervorrichtung 1 zu kühlen und um das korrosive Medium fernzuhalten. Die Vorrichtung 20,21 wird Aussen vom korrosiven Medium 9b umströmt, sodass die Antriebs- und Lagervorrichtung 1 vor diesem Medium 9b geschützt angeordnet ist.

Fig. 4 zeigt ein weiteres Ausführungsbeispiels eines mehrstufigen Prozessverdichters mit einer gemeinsamen Welle 4 und einer Mehrzahl von Verdichterrädern 3 sowie Antriebs- und Lagervorrichtungen 1. Zudem ist eine Regelanordnung mit Regelvorrichtung 7 dargestellt. Der Zustand der Turbomaschine 2 wird mit Sensoren 6 erfasst. Die Sensoren 6 können zum Beispiel die Lage der Welle 4 bezüglich dem Stator der Antriebsvorrichtung 1, oder die Lage der Welle 4 bei einer Kompressorstufe 3 und die Winkelgeschwindigkeit der Welle 4 erfassen. Die Signale der Sensoren 6 werden über elektrische Leitungen 6a einer Regelvorrichtung 7 zugeführt. Die Antriebs- und Lagervorrichtungen 1 werden über elektrische Leitungen 7a, 7b entsprechend den Vorgaben der Regelvorrichtung 7 angesteuert. Im dargestellten Ausführungsbeispiel ist zudem ein magnetisches Radiallager 12 angeordnet, mit einer Wicklung 19 zur Erzeugung einer auf die Welle 4 wirkenden Tragkraft. Das Radiallager 12 ist über elektrische Leitungen 12a mit der Regelvorrichtung 7 verbunden. Die Durchbiegung beziehungsweise das dynamische Verhalten der Welle 4 kann durch eine entsprechende Anordnung und Ansteueruung der Antriebs- und Lagervorrichtungen 1 sowie eventuell angeordnete Radiallager 12 in einem weiten Bereich beeinflusst werden. In einer vorteilhaften Anwendung werden die Antriebs- und Lagervorrichtungen 1 und/oder die magnetischen Radiallager 12 von der Regelvorrichtung 7 derart angesteuert, dass das rotordynamische Verhalten

als Massenstrom 9b mehrere Verdichterräder 3, tritt über eine Austrittsöffnung 8c in eine Kühlvorrichtung 10, wo der gekühlte Massenstrom 9e über eine Eintrittsöffnung 8d wiederum als ein eintretender Massenstrom 9f einem weiteren Verdichterrad 3 zugeführt wird, um anschliessend über eine Austrittsöffnung 8b als ein austretender Massenstrom 9c die Turbomaschine 2 zu verlassen. Eine Zwischenkühlung mit einem Kühler 10 weist den Vorteil auf, dass sich daε Volumen des Massenstromes reduzieren lässt. Ein Vorteil der Ausführung gemäss Fig. 3 ist darin zu sehen, dass daε Gehäuse 8 ausser den Öffnungen 8a, 8b, 8c, 8d keine weiteren Öffnungen aufweist. Die genannten Öffnungen 8a, 8b, 8c,8d lassen sich durch entsprechend ausgeformte Anschlussstutzen vollständig dicht mit weiteren Zu- und Abführleitungen verbinden. Ein weiterer Vorteil der Ausführungen gemäss den Figuren l bis 3 ist darin zu sehen, dass durch die innerhalb des Gehäuses 8 liegende Welle 4 das unter Druck stehende Gehäuse 8 vollständig dicht abschliesεbar ist, und dass die Turbomaschine 2 ölfrei betreibbar ist und insbesondere die Welle 4 ölfrei gelagert ist. Es ist jedoch auch möglich im Gehäuse 8 eine Durchbrechung vorzusehen, damit die Welle 4 von einer zusätzlichen, ausserhalb des Gehäuses 8 angeordneten Antriebsvorrichtung antreibbar ist. Dabei sind an der Durchtrittsstelle entsprechende Dichtungsvorrichtungen zwischen Gehäuse 8 und Welle 4 erforderlich. Als solche Dichtungsvorrichtungen eignen sich vor allem Trockengasdichtungen.

Bei der Förderung korrosiver Medien kann es sich als vorteilhaft erweisen die Antriebs- und Lagervorrichtung 1, wie in Fig. 3 dargestellt, mit einer Vorrichtung 20,21 zu kapseln. Diese Vorrichtung 20 ist als eine torusförmige Büchse 20 mit Dichtungen an der Welle 4 und mit einer Eintritts- und Austrittsöffnung 21

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ist darin zu sehen, dass die Wellen ₄ mit einer unterschiedlichen Drehzahl betreib _b ar sin _d .

der Welle 4 beeinflusst wird, insbesondere derart, dass die Eigenschwingungen des Rotors an axial unterschiedlichen Stellen individuell aktiv gedämpft werden können. Die elektrischen Zuführungen 7a,7b, 12a sowie die elektrischen Leiter 6a sind durch in allen Figuren nicht dargestellte, gasdichte Durchführungen durch das Gehäuse 8 geführt und werden ausserhalb des Gehäuses 8 der Regelvorrichtung 7 zugeführt.

Fig. 7 zeigt einen Querschnitt durch ein

Ausführungsbeispiel eines Radiallagers 12, das ein Blechpaket 17 mit in Umfangsrichtung verteilt angeordnete, magnetische Pole 17a, 17b aufweist. Weiter ist die Welle 4, und der über das Bleckpaket 17 und die Welle 4 verlaufende magnetische Fluss 18 dargestellt. Mittels auf das Blechpaket 17 wirkenden, elektrische Wicklungen 19, von denen nur eine einzige dargestellt ist, kann durch eine entsprechende Ansteuerung eine radiale verlaufende, auf die Welle 4 wirkende Kraft erzeugt werden. Diese Kraft kann zur berührungsfreien Lagerung der Welle 4 oder auch zur Kompensation von dynamisch auf die Welle 4 wirkenden Kräften angewendet werden.

So kann beispielsweise in den Ausführungsbeispielen gemäss Fig. 1 oder Fig. 2 eine der beiden Antriebs- und Lagervorrichtung 1 jeweils durch ein Radiallager 12 ausgetauscht werden.

Im Ausführungsbeispiel gemäss Fig. 4 kann die gemeinsame Welle 4 auch unterteilt sein, zum Beispiel derart, das die Welle 4 zwischen dem Radiallager 12 und dem rechts davon angeordneten Verdichterrad 3 durchtrennt ist, und die Turbomaschine somit zwei separate Wellen 4 aufweist. Ein Vorteil von zwei oder mehreren getrennten Wellen 4

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3. Rotodynamische Maschine nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die das Drehmoment erzeugende Wicklung (15) eine Polpaarzahl n aufweist, und dass die die magnetische Lagerkraft bewirkende Wicklung (16) eine Polpaarzahl von n+1 oder n-l aufweist.

4. Rotodynamische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dasε mindeεtens ein Verdichterrad (3) oder ein Laufrad (3c) auf der Welle (4) angeordnet ist.

5. Rotodynamische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (4a) als ein Reluktanz-, ein Permanentmagnet- oder ein elektrisch erregter Läufer (4a) ausgestaltet ist.

6. Rotodynamische Maschine nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (4a), der Stator und die elektrischen Wicklungen (15,16) derart gegenseitig ausgestaltet sind, und dass die elektrischen Wicklungen (15,16) derart von einer Ansteuervorrichtung (21) ansteuerbar sind, dass der Läufer (4a) des lagerlosen Motors (20) gemäss dem Funktionsprinzip eines Reluktanzmotors, eines Synchronmotors oder eines Induktionsmotors antreibbar ist.

7. Rotodynamische Maschine nach einem der Ansprüche l bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der Läufer (4a) eine mehrphasige Wicklung mit einer Polpaarzahl n aufweist, wobei die Wicklung insbesondere sinusförmig verteilt angeordnet ist und kurzgeschlossen oder mit Widerständen abgeschlossen ist.