DE69104441T2

DE69104441T2 - Turbopumpe zur gleichzeitigen Kompression von zwei Flüssigkeiten.

Info

Publication number: DE69104441T2
Application number: DE69104441T
Authority: DE
Inventors: Francois Jean-Pierre F-77850 Hericy Mirville
Original assignee: Societe Nationale dEtude et de Construction de Moteurs dAviation SNECMA; SNECMA SAS
Current assignee: Safran Aircraft Engines SAS
Priority date: 1990-07-26
Filing date: 1991-07-24
Publication date: 1995-03-16
Anticipated expiration: 2011-07-25
Also published as: JPH0688501A; US5176508A; JP2530526B2; FR2665223B1; EP0469964B1; FR2665223A1; EP0469964A1; DE69104441D1

Description

Die Erfindung betrifft eine Turbopumpe zum gleichzeitigen Komprimieren zweier Fluide mit Hilfe zweier Zentrifugalpumpen, die mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten rotieren können.
Zahlreiche technische Anwendungen erfordern die gleichzeitige Verwendung zweier Zentrifugalpumpen für die Komprimierung zweier Fluide. Dies gilt beispielsweise für die Speisung von Raketenmotoren mit Flüssigergolen. Diese Anwendungen machen es erforderlich, daß die Dimensionierung und die Geschwindigkeit der beiden Pumpen so an den Typ des zu komprimierenden Fluids und die zu erzeugende Druckerhöhung angepaßt sind, daß das System zum Komprimieren zweier Fluide optimalen Wirkungsgrad bei geringem Gewicht erreicht.
Es wurde bereits vorgeschlagen, die Pumpen so zu dimensionieren, daß sie mit gleicher Drehzahl von einer einzigen Turbine angetrieben werden können, wobei die Pumpen und die Turbine durch eine einzige Welle fest miteinander verbunden sind. Eine solche Anordnung beeinträchtigt jedoch den Gesamtwirkungsgrad der Systemeinheit, weil sie es nicht erlaubt, den Wirkungsgrad der einzelnen Komponenten, d.h. der Pumpen und der Turbine durch eine Anpassung der mechanischen Drehzahl zu optimieren.
Es ist auch möglich, die beiden Pumpen von einer einzigen Turbine mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten antreiben zu lassen, indem man an einer der Pumpen ein Untersetzungsgetriebe anbringt. Diese Lösung hat den Nachteil, daß die Masse und der Raumbedarf vergrößert werden, obwohl dieser Nachteil dadurch abgemildert wird, daß das Untersetzungsgetriebe in der Regel an der Pumpe mit der schwächeren Leistung angeordnet ist. Ein weiterer Nachteil dieser Lösung besteht allerdings darin, daß im Betrieb zusätzliche Vibrationen auftreten.
Es wurde auch, insbesondere durch US-A-2 816 417, bereits vorgeschlagen, eine einzige Turbine mit zwei gegenläufigen Rotoren zu verwenden, die mit jeweils einer der Pumpen verbunden sind. Diese Turbinenrotoren sind jedoch mit Schaufeln ausgestattet, die in radialer Richtung zwei Stufen aufweisen, die überkreuz mit zwei Antriebsfluiden gespeist werden. Eine solche Anlage ist relativ kompliziert.
Man kann natürlich jede Pumpe durch eine separate Turbine antreiben. Im Hinblick auf Masse und Raumbedarf des Systems ist diese Lösung jedoch ungünstig.
Die Erfindung ermöglicht es, diese Nachteile zu vermeiden. Ihr Gegenstand ist eine Turbopumpe zum gleichzeitigen Komprimieren von zwei Fluiden, insbesondere für die Speisung eines Raketenmotors mit flüssigen Ergolen,
mit einer ersten und einer zweiten Zentrifugalpumpe, die koaxial angeordnet sind und jeweils ein feststehendes Gehäuse und eine bewegliche Scheibe aufweisen, die um die gemeinsame Achse der Pumpen rotieren können, um ein Ergol zu komprimieren, das durch eine in dem Gehäuse vorgesehene Eintrittsöffnung in die jeweilige Pumpe eindringt uhd in komprimiertem Zustand aus dem Gehäuse durch eine in diesem angebrachte Ausgangssammelleitung austritt,
die dadurch gekennzeichnet ist,
daß zwischen den Pumpen eine zu diesen koaxiale gegenläufige Turbine angeordnet ist und daß diese Turbine aufweist:
- eine das Turbinengehäuse bildende äußere Hülle, die die feststehenden Gehäuse der Pumpen miteinander verbindet,
- einen im Innern der Hülle in der Nähe der gemeinsamen Achse angeordneten inneren Rotor, der mit der Scheibe der ersten Pumpe gekuppelt ist,
- und einen äußeren Rotor, der im Inneren der Hülle den inneren Rotor umgibt und mit der Scheibe der zweiten Pumpe gekuppelt ist,
wobei der innere und der äußere Rotor zwischen sich einen zu der gemeinsamen Achse der Pumpen koaxialen ringförmigen Zwischenraum begrenzen und jeder von ihnen wenigstens eine Stufe von Schaufeln besitzt, die sich radial in diesen ringförmigen Zwischenraum erstrecken, wobei die Schaufelstufen eines der Rotoren mit den Schaufelstufen des anderen Rotors in axialer Richtung der Turbine abwechseln, und wobei die Rotoren durch das Entspannen eines gasförmigen dritten Ergols mit einer Rotationsbewegung antreibbar sind, das durch einen Ergol-Speisekanal in den ringförmigen Zwischenraum eindringt und durch eine in der genannten Hülle vorgesehene Ausgangssammelleitung aus ihm austritt.
Für den Fall, daß die beiden Pumpen mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren können, ist die Pumpe, die am schnellsten rotieren soll, mit dem inneren Rotor der gegenläufigen Turbine gekuppelt.
Der Ergol-Speisekanal der Turbine befindet sich auf der Seite der zweiten Pumpe, während die Ausgangssammelleitung auf der Seite der ersten Pumpe angeordnet ist.
Der innere Rotor wird auf der stromaufwärtigen Seite des ringförmigen Zwischenraums von einer Trägerstange getragen, die in der Achse der Pumpen angeordnet und mit dem äußeren Rotor über mehrere radiale Trägerarme in Form von Flügeln verbunden ist, die die Strömung des dritten Ergols lenken sollen, das in dem Ergol-Speisekanal zirkuliert, der stromaufwärts der genannten Trägerarme koaxial zu den Pumpen angeordnet ist.
Zwischen dem inneren Rotor und der Trägerstange ist ein Lager angeordnet, wobei der innere Rotor relativ zu der aus der Hülle und den feststehenden Gehäusen der Pumpen bestehenden festen Struktur mit Hilfe eines in Höhe der ersten Pumpe vorgesehenen Lagers positioniert ist.
Der Ergol-Speisekanal der Turbine verläuft vorzugsweise durch die Scheibe der zweiten Pumpe und mündet über eine axiale Öffnung in deren Gehäuse.
Gemäß einer Variante ist vorgesehen, daß in der Hülle der Turbine nahe der zweiten Pumpe eine ringförmige Eingangssammelleitung für gasförmiges Ergol angebracht ist, die über in der Wandung des äußeren Rotors vorgesehene Öffnungen mit dem Ergol-Speisekanal in Verbindung steht.
Die Positionierung des äußeren Rotors relativ zu der aus der Hülle und den feststehenden Gehäusen der Pumpen bestehenden festen Struktur erfolgt durch zwei Lager, von denen das eine in Höhe der zweiten Pumpe und das andere im Bereich der Trägerarme angeordnet ist.
Man erreicht durch diese Lösung gute Wirkungsgrade für das Gesamtsystem, weil jede Pumpe mit ihrer Drehzahl an die Art des zu pumpenden Ergols und die zu erzeugende Druckdifferenz angepaßt werden kann. Durch das Fehlen von Leitapparaten mit festen Schaufeln zwischen den beweglichen Schaufelstufen der Turbine wird außerdem der Wirkungsgrad der gegenläufigen Turbine verbessert. Der aus der vorgeschlagenen Lösung resultierende Wegfall des Untersetzungsgetriebes bringt gegenüber den bekannten Lösungen eine Verringerung der Masse und des Raumbedarfs mit sich.
Die Dimensionierung der gegenläufigen Turbine und die Geometrie der beweglichen Schaufeln werden in Abhängigkeit von den jeweiligen Leistungen und Geschwindigkeiten der beiden Zentrifugalpumpen und in Abhängigkeit von dem für den Antrieb der Turbinenrotoren zur Verfügung stehenden gasförmigen Fluid berechnet.
Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der folgenden Beschreibung, die auf die anliegenden Zeichnungen Bezug nimmt.
Fig. 1 zeigt ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Turbopumpe gemäß der Erfindung in einer schematischen geschnittenen Ansicht
Fig. 2 zeigt eine geschnittene Ansicht einer Variante der Turbopumpe gemäß der Erfindung, bei der die Turbine mit einer ringförmigen Eingangssammelleitung für ein gasförmiges Ergol ausgestattet ist,
Fig. 3 zeigt eine geschnittene Ansicht einer zweiten Ausführungsvariante, bei der die beiden Pumpen axial gespeist werden,
Fig. 4 zeigt das Geschwindigkeitsdiagramm einer inneren Rotorschaufel,
Fig. 5 zeigt das Geschwindigkeitsdiagramm einer äußeren Rotorschaufel.
Fig. 1 zeigt eine Turbopumpe 1, die im vorliegenden Fall gleichzeitig zwei Flüssigergole pumpen soll, um beispielsweise einen Raketenmotor zu speisen. Die Turbopumpe 1 besteht aus zwei koaxialen Zentrifugalpumpen 2a und 2b, die von ein und derselben gegenläufigen Turbine 3, die koaxial zu den Pumpen 2a und 2b angeordnet ist, mit unterschiedlichen Geschwindigkeiten angetrieben werden können.
Die erste Zentrifugalpumpe 2a besitzt ein festes äußeres Gehäuse 5a und eine bewegliche Scheibe 6b, die im Innern des Gehäuses 5a angeordnet ist und um eine den beiden Pumpen 2a und 2b und der Turbine 3 gemeinsame Achse 7 rotieren kann, um ein erstes Ergol zu komprimieren, das durch eine Eintrittsöffnung 8a in die Pumpe 2a eintritt und in komprimiertem Zustand durch eine in dem Gehäuse 5a vorgesehene Ausgangssammelleitung 9a aus ihr austritt.
In ähnlicher Weise besitzt die zweite Zentrifugalpumpe 2b ein festes äußeres Gehäuse 5b und eine bewegliche Scheibe 6b, die im Innern des Gehäuses 5b angeordnet ist und um die Achse 7 rotieren kann, um ein zweites Ergol zu komprimieren, das durch eine Eintrittsöffnung 8b in die Pumpe 2b eintritt und in komprimiertem Zustand durch eine in dem Gehäuse 5b vorgesehene Ausgangssammelleitung 9b aus ihr austritt.
Die beiden Zentrifugalpumpen 2a und 2b sind jeweils in einem der axialen Endbereiche der gegenläufigen Turbine 3 angeordnet.
Die gegenläufige Turbine 3 besitzt eine fest äußere Hülle 10 von annähernd zylindrischer Form, die das Gehäuse der Turbine 3 bildet und die Gehäuse 5a und 5b der Zentrifugalpumpen 2a und 2b verbindet. Die Turbine 3 besitzt außerdem zwei verschachtelte Rotoren 11 und 12, die im Innern der Hülle 10 um die gemeinsame Achse 7 drehbar montiert sind.
Der erste Rotor 11, der als "innerer Rotor" bezeichnet wird, ist in der Nähe der Achse 7 angeordnet und mit der ersten Pumpe 2a gekuppelt. Der zweite Rotor 12, der als "äußerer Rotor" bezeichnet wird, umschließt den inneren Rotor 11 zumindest teilweise und ist mit der Scheibe 6a der zweiten Pumpe 2b gekuppelt. Der äußere Rotor 12 begrenzt zusammen mit dem inneren Rotor 11 einen zu der gemeinsamen Achse 7 koaxialen ringförmigen Raum 13. Jeder der Rotoren 11 und 12 besitzt wenigstens eine Schaufelstufe. Es handelt sich um die Schaufelstufe 14a für den inneren Rotor 11 und die Schaufelstufe 15a für den äußeren Rotor 12. Die Zahl der Schaufelstufen der einzelnen Rotoren kann größer sein als eins, wobei die Anzahlen der Schaufelstufen der beiden Rotoren 11 und 12 jedoch entweder gleich sind oder sich höchstens um eins unterscheiden. Man erkennt in Fig. 1, daß der innere Rotor 11 drei mit 14a, 14b und 14c bezeichnete Schaufelstufen aufweist und der äußere Rotor 12 zwei mit 15a und 15b bezeichnete Schaufelstufen.
Die Schaufelstufen 14a, 14b und 14c des inneren Rotors 11 wechseln entlang der Achse 7 mit den Schaufelstufen 15a und 15b des äußeren Rotors 12 ab, wobei die Schaufeln 16 jeder Schaufelstufe in radialer Richtung in den ringförmigen Raum 13 ragen und in diesem in gleichmäßigen Winkelabständen angeordnet sind.
Die Rotoren 11 und 12 können zu einer Drehbewegung um die Achse 7 angetrieben werden. Dies geschieht durch die Entspannung eines gasförmigen dritten Ergols, das durch einen auf der Seite der zweiten Pumpe 2b liegenden Ergol-Speisekanal 17 in den ringförmigen Raum 13 eintritt und durch eine in der Hülle 10 in der Nähe der ersten Pumpe 2a vorgesehene Ausgangssammelleitung 18 aus dem Raum 13 austritt.
Der innere Rotor 11 ist auf dem äußeren Rotor 12 unter Zwischenfügung eines Kugellagers 19a mit Hilfe einer Trägerstange 19 zentriert, die in der Achse 7 der Turbine 3 verläuft und durch mehrere radiale Trägerarme 20 in Form von Flügeln, die die Strömung des in den ringförmigen Raum 13 eindringenden dritten Ergols lenken, mit dem äußeren Rotor 12 verbunden ist. Die Trägerarme 20 verlaufen in radialer Richtung in den ringförmigen Raum 13. Der mittlere Durchmesser des ringförmigen Raums 13 nimmt vorzugsweise von der Eintrittsseite des gasförmigen Ergols aus ab, so daß er in dem Ergol-Speisekanal 17 mündet, der stromaufwärts der Trägerarme 20 in der Achse 7 der Turbine 3 liegt.
Der mit Hilfe des Kugellagers 19a auf dem äußeren Rotor 12 zentrierte innere Rotor 11 besteht in bekannter Weise aus einem ersten konischen Mantelring 21, der zwischen dem Lager 19a und der Schaufelstufe 14a angeordnet ist, und einem ebenfalls konischen zweiten Mantelring 22, der die letzte Schaufelstufe 14b mit der Welle 23 der Scheibe 6a der ersten Pumpe 2a verbindet. Der innere Rotor 11 ist relativ zu der von den Gehäusen 5a und 5b und der Hülle 10 gebildeten festen Struktur 24 der Turbopumpe 1 durch ein Lager 25 positioniert, das ein Kugellager umfaßt, das zwischen die Welle 23 der Scheibe 6a und einem Teil 24a der festen Struktur 24 eingefügt ist, der einen der ersten Pumpe 2a und der Turbine 3 gemeinsamen ringförmigen Seitenflansch bildet.
In ähnlicher Weise besteht der äußere Rotor 12 aus einem dritten konischen Mantelring 26, der die Welle 27 der Scheibe 6b mit der ersten Schaufelstufe 15a verbindet. Er ist an der festen Struktur 24 zentriert, und zwar einerseits mit Hilfe eines zweiten Kugellagers 28, das am Ort der Trägerarme 20 zwischen dem dritten Mantelring 26 und einem die Turbine 3 und die zweite Pumpe 2b voneinander trennenden zweiten ringförmigen Seitenflansch 29 angeordnet ist, und andererseits durch ein drittes als Rollenwälzlager ausgebildetes Lager 30, das zwischen der Welle 27 des Scheibe 6a und dem festen Körper 5b der zweiten Pumpe 2b angeordnet ist.
Der erste Mantelring 21 und der zweite Mantelring 22 begrenzen um die Achse 7 einen ringförmigen Raum 21, der genügend groß ist, um die Turbinenscheiben 32a, 32b, 32c aufnehmen zu können, die die Schaufelstufen 14a, 14b bzw. 14c tragen. Diese Scheiben 32a, 32b, 32c sind groß genug, um die erheblichen Zentrifugalkräfte aufnehmen zu können, die bei der sehr schnellen Rotation des inneren Rotors 11 erzeugt werden. Deshalb ist die mit dem inneren Rotor 11 gekuppelte erste Pumpe 2a diejenige der beiden Pumpen 2a und 2b, die sich am schnellsten dreht. Zwei aufeinanderfolgend angeordnete Scheiben, z.B. die Scheiben 32a und 32b, sind in bekannter Weise durch konische Wandungen miteinander verbunden, die mit dem ringförmigen Raum 13 eine ringförmige Zone 33 begrenzen, die von dem ringförmigen Raum 13 umgeben wird und am Ort der betreffenden Schaufelstufe 15a liegt und die eine ringförmige Scheibe 34 aufnehmen kann, welche die Schaufeln 16 der Schaufelstufe 15a trägt. Der ringförmige Raum 13, der den Strömungskanal für das dritte Ergol bildet, wird in bekannter Weise an der Kopf- und Fußseite der Schaufeln von komplementären Teilen begrenzt, die die Kontinuität des Strömungskanals und seine Abdichtung gewährleisten.
Die Eintrittsöffnung 8a des ersten Ergols für die erste Pumpe 2a ist vorzugsweise koaxial zu der gemeinsamen Achse 7 der Pumpen 2a, 2b und der Turbine 3 angeordnet.
Die zweite Pumpe 2b dreht sich sehr viel langsamer als die erste Pumpe 2a. Die Nabe der Scheibe 6b kann, wie in Fig. 1 erkennbar, entlang der Achse 7 hohl sein und den Ergol-Speisekanal 17 verlängern, der dann über eine in dem Seitenflansch 5b des Gehäuses vorgesehene Öffnung 35 in der Achse 7 der Turbopumpe mündet. ln diesem Fall ist die Eintrittsöffnung 8b des von der zweiten Pumpe 2b komprimierten zweiten Ergols im Abstand von der Achse 7 der Pumpen 2a und 2b angeordnet.
Wenn die maximale Öffnung, die sich in der Nabe der Scheibe 6b unterbringen läßt, nicht ausreicht, um einen genügend großen Durchsatz an gasförmigem Ergol in den ringförmigen Raum 13 für den Antrieb der Pumpen 2a und 2b zu ermöglichen, kann man sich einer Konstruktionsvariante bedienen, die in Fig. 2 und 3 dargestellt ist. Bei dieser ist in der Hülle 10 der Turbine 3 eine ringförmige Eingangssammelleitung 36 für gasförmiges Ergol vorgesehen. Die Sammelleitung 36 steht mit dem Ergol-Speisekanal 17 durch Öffnungen 37 in Verbindung, die unter Zwischenfügung von Dichtungen in dem dritten Mantelring 26 stromaufwärts der Trägerarme 20 vorgesehen sind.
Zwischen dem ersten Mantelring 21 und der Trägerstange 19 zwischen dem stromabwärtigen Ende des äußeren Rotors 12 und der Hülle 10 und zwischen der Hülle 10 und dem zweiten Mantelring 22 sind Dichtungen 38a, 38b bzw. 38c angeordnet. Diese dienen zur Abdichtung des ringförmigen Raums 13. Die Pumpen 2a und 2b sind ebenfalls mit in der Zeichnung nicht dargestellten Dichtungen ausgestattet, die die von diesen Pumpen komprimierten Ergole isolieren und ein Entweichen ins Innere der Hülle 10 verhindern sollen.
Die Geschwindigkeitsdreiecke zweier aufeinanderfolgender Schaufelstufen, z.B. der Schaufelstufen 14a und 15a sind in Fig. 4 und 5 beispielhaft für einem gegebenen Typ der Turbine 3 dargestellt. Die Tangentialgeschwindigkeiten UN und UN+1 entsprechen dem Verhältnis der mechanischen Drehzahlen der Rotoren 11 und 12, wenn man berücksichtigt, daß die mittleren Radien der beiden Schaufelstufen 14a und 15a gleich sind. Für jede Schaufelstufe 14a oder 15a sind die Geschwindigkeitsdreiecke für die Eintritts- und Austrittsgeschwindigkeit VE bzw. VS symmetrisch. Die Schaufeln 16 sind so konstruiert, daß die Axialgeschwindigkeit VX für die Gesamtheit der Schaufelstufen konstant gehalten wird.
Um einen in der Nähe des Optimums liegenden Wirkungsgrad der Turbine zu erreichen, ist der Wert VX so gewählt, daß für die Verhältnisse der Axialgeschwindigkeit VX und der Tangentialgeschwindigkeiten UN und UN+1 Werte erreicht werden, die zu beiden Seiten des Werts 1 liegen. Bei den in Fig. 4 und 5 dargestellten Beispielen kann dieses Verhältnis für die Schaufelstufe 14a bei "0,77" und für die Schaufelstufe 15a bei "2" liegen. Was die Relation der Geschwindigkeiten UN und UN+1 betrifft, so liegt diese in der Nähe von "3".
Die aerodynamische Funktion der mit dem äußeren Rotor 12 fest verbundenen Trägerarme 20 besteht darin, die Strömung des gasförmigen Ergols zum Eingang der ersten Schaufelstufe 14a zu lenken, eine Funktion, die bei einer herkömmlichen Turbine von einem Eingangsleitapparat erfüllt wird. Da die Trägerarme 20 in der Nähe der Achse 7 liegen, liefern sie an den äußeren Rotor 12 eine Leistung, die sehr viel kleiner ist als diejenige, die den Schaufelstufen 15, 15b des äußeren Rotors 12 zugeführt wird.
Es wurde erwähnt, daß die Anzahl der Schaufelstufen der einzelnen Rotoren von eins abweichen kann. Die Stufenzahl wird in Abhängigkeit von dem gasförmigen Ergol berechnet, das für den Antrieb dieser Rotoren 11 und 12 verwendet wird. Speziell der Einsatz von heißem Wasserstoff mit hoher Temperatur als gasförmiges Ergol für den Antrieb der Rotoren 11 und 12 ermöglicht eine Ladung pro Schaufelstufe, die sehr viel größer ist als diejenige der anderen Fluide. Diese erlaubt eine Verringerung der Anzahl der Schaufelstufen für einen bestimmten Ergoldurchsatz und eine vorgegebene Turbinenleistung.
Die vorangehend beschriebene Turbopumpe 1 eignet sich insbesondere für die Speisung eines Raketenmotors mit Flüssigergolen, Sauerstoff und Wasseratoff mit Expander-Zyklus, bei dem die gegenläufige Turbine von heißem Wasserstoff angetrieben wird, der von dem Regenerationskreis abgegeben wird. Es versteht sich von selbst, daß die Turbopumpe 1 auch zum Komprimieren anderer flüssiger oder gasförmiger Fluide benutzt werden kann und daß die Turbine 3 auch von einem anderen gasförmigen Fluid als Wasserstoff angetrieben werden kann.

Claims

1. Turbopumpe zum gleichzeitigen Komprimieren von zwei Fluiden, insbesondere für die Speisung eines Raketenmotors mit flüssigen Ergolen,

mit einer ersten und einer zweiten Zentrifugalpumpe (2b bzw. 2a), die koaxial angeordnet sind und jeweils ein feststehendes Gehäuse (5a, 5b) und eine bewegliche Scheibe (6a, 6b) aufweisen, die um die gemeinsame Achse (7) der Pumpen rotieren können, um ein Ergol zu komprimieren, das durch eine in dem Gehäuse (5a, 5b) vorgesehene Eintrittsöffnung (8a, 8b) in die jeweilige Pumpe (5a, 5b) eindringt und in komprimiertem Zustand aus dem Gehäuse (5a, 5b) durch eine in diesem angebrachte Ausgangssammelleitung (9a, 9b) austritt,

dadurch gekennzeichnet,

daß zwischen den Pumpen (2a, 2b) eine zu diesen koaxiale gegenläufige Turbine (3) angeordnet ist und daß diese Turbine (3) aufweist:

- eine das Turbinengehäuse bildende äußere Hülle (10), die die feststehenden Gehäuse (5a, 5b) der Pumpen (2a, 2b) miteinander verbindet,

- einen im Innern der Hülle (10) in der Nähe der gemeinsamen Achse (7) angeordneten inneren Rotor (11), der mit der Scheibe (6a) der ersten Pumpe (2a) gekuppelt ist,

- und einen äußeren Rotor (12), der im Inneren der Hülle (10) den inneren Rotor (10) umgibt und mit der Scheibe (6b) der zweiten Pumpe (2b) gekuppelt ist,

wobei der innere und der äußere Rotor (11 bzw. 12) zwischen sich einen zu der gemeinsamen Achse (7) der Pumpen (2a, 2b) koaxialen ringförmigen Zwischenraum (13) begrenzen und jeder von ihnen wenigstens eine Stufe von Schaufeln (14a, 14b) besitzt, die sich radial in diesen ringförmigen Zwischenraum (13) erstrecken, wobei die Schaufelstufen (14a, 14b, 14c) eines (11) der Rotoren mit den Schaufelstufen (15a, 15b) des anderen Rotors (12) in axialer Richtung der Turbine (3) abwechseln, und wobei die Rotoren (11. 12) durch das Entspannen eines gasförmigen dritten Ergols mit einer Rotationsbewegung antreibbar sind, das durch einen Ergol-Speisekanal (17) in den ringförmigen Zwischenraum (13) eindringt und durch eine in der genannten Hülle (10) vorgesehene Ausgangssammelleitung (18) aus ihm austritt.

2. Turbopumpe nach Anspruch 1, bei der die beiden Pumpen (2a, 2b) mit unterschiedlichen Drehzahlen rotieren können, dadurch gekennzeichnet, daß die Pumpe (2a), die am schnellsten rotieren soll, mit dem inneren Rotor (11) der gegenläufigen Turbine (3) gekuppelt ist.

3. Turbopumpe nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Ergol-Speisekanal (17) der Turbine (3) auf der Seite der zweiten Pumpe (2b) und die Ausgangssammelleitung (18) auf der Seite der ersten Pumpe (2a) angeordnet ist.

4. Turbopumpe nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der innere Rotor (11) auf der stromaufwärtigen Seite des ringförmigen Zwischenraums (13) von einer Trägerstange (19) getragen wird, die in der Achse (7) der Pumpen (2a, 2b) angeordnet und mit dem äußeren Rotor (12) über mehrere radiale Trägerarme (20) in Form von Flügeln verbunden ist, die die Strömung des dritten Ergols umlenken sollen, das in dem Ergol-Speisekanal (17) zirkuliert, der stromaufwärts der genannten Trägerarme (20) koaxial zu den Pumpen (2a, 2b) angeordnet ist.

5. Turbopumpe nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß zwischen dem inneren Rotor (11) und der Trägerstange (19) ein Lager (19a) angeordnet ist, und daß der innere Rotor (11) relativ zu der aus der Hülle (10) und den feststehenden Gehäusen (5a, 5b) der Pumpen (2a, 2b) bestehenden festen Struktur (24) mit Hilfe eines in Höhe der ersten Pumpe (2a) vorgesehenen Lagers (25) positioniert ist.

6. Turbopumpe nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß der Ergol-Speisekanal (17) der Turbine (3) die Scheibe (6b) und die zweite Pumpe (2b) durchdringt und in einer axialen Öffnung (35) an deren Gehäuse (5b) mündet.

7. Turbopumpe nach einem der Ansprüche 4 und 5, dadurch gekennzeichnet, daß in der Hülle (10) der Turbine (3) nahe der zweiten Pumpe (2b) eine ringförmige Eingangssammelleitung (36) für gasförmiges Ergol angebracht ist, die über in der Wandung des äußeren Rotors (12) vorgesehene Öffnungen (37) mit dem Ergol-Speisekanal (17) in Verbindung steht.

8. Turbopumpe nach einem der Ansprüche 4 bis 7, dadurch gekennzeichnet, daß der äußere Rotor (12) relativ zu der aus der Hülle (10) und den feststehenden Gehäusen (5a, 5b) der Pumpen (2a, 2b) bestehenden festen Struktur (24) mit Hilfe zweier Lager (28, 30) positioniert ist, von denen das eine (30) in Höhe der zweiten Pumpe (2b) und das andere (28) im Bereich der Trägerarme (20) angeordnet ist.