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Die
Erfindung betrifft einen Seitenkanalverdichter zum Verdichten eines
Gases. Sie bezieht sich also auf eine Arbeitsmaschine zum Komprimieren von
Gasen, wie Luft oder technischen Gasen.
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Bei
Seitenkanalverdichtern wird im Betrieb ein breitbandiges Schallspektrum
erzeugt. Dabei treten bei bekannten Seitenkanalverdichtern bei gewissen
Seitenkanalverdichter-Frequenzen tonale Schallkomponenten hervor,
die bei Abständen
von mehr als 7 dB zu dem breitbandigen Schallspektrum als äußerst störend empfunden
werden.
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Der
Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Seitenkanalverdichter
bereitzustellen, der im Betrieb besonders geräuscharm ist.
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Diese
Aufgabe wird durch die im Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Der
Kern der Erfindung liegt darin, dass sich die Querschnitts-Fläche des
Seitenkanals zwischen der Gas-Einlass-Öffnung und der Gas-Auslass-Öffnung verjüngt, so dass Ablösungen an
den Kanten und an der Rückseite
der Laufrad-Schaufeln in dem Seitenkanal nur marginal sind und eine äußerst geringe
Wirbelintensität
in dem Seitenkanal vorliegt. Hierdurch ist ein besonders geräuscharmer
Betrieb möglich.
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Vorzugsweise
ist die Verjüngung
des Seitenkanals von der Gas-Einlass-Öffnung
zu der Gas-Auslass-Öffnung
ungleichmäßig. Sie
soll also nicht mit einem konstanten Verhalten, insbesondere nicht
linear abnehmen. Die Verjüngung
kann streng-monoton oder nicht-monoton erfolgen. Im Gegensatz zu
einer monotonen Abnahme kann bei einer nicht-monotonen Abnahme die
Querschnitts-Fläche
des Seitenkanals auch abschnittsweise wie der zunehmen. Die Querschnitts-Fläche kann
aber auch bereichsweise konstant bleiben. Sie kann auch stark-abnehmende und
weniger stark-abnehmende
Abnahme-Abschnitte besitzen. Bei einer streng monotonen Abnahme
ist keine abschnittsweise Zunahme in der Querschnitts-Fläche möglich, sondern
nur eine Abnahme mit unterschiedlichem Abnahmeverhalten. Es können also
stark-abnehmende und weniger stark-abnehmende Abnahme-Abschnitte
auftreten. Hierdurch wird die Ausbildung von regelmäßigen, harmonischen
Strömungsstrukturen
unterbunden, wodurch tonale Schallkomponenten weiter reduziert werden. Insbesondere
wird eine ungleichmäßige Änderung der
Geschwindigkeit des in dem Seitenkanal befindlichen Gases erzwungen;
die Geschwindigkeit des geförderten
Gases muss somit zunehmen und auch wieder abnehmen. Dies betrifft
sowohl die Absolutgeschwindigkeit des Gases in dem Seitenkanal als auch
die Relativgeschwindigkeit zwischen dem Gas in dem Seitenkanal und
einer das Gas fördernden Laufrad-Schaufel.
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Weitere
vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
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Nachfolgend
werden unter Bezugnahme auf die beigefügten Zeichnungen verschiedene
Ausführungsbeispiele
der Erfindung näher
beschrieben. Dabei zeigen:
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1 eine
Seitenansicht eines erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters
und eines an den Seitenkanalverdichter angeflanschten Antriebs,
wobei der Seitenkanalverdichter teilweise im Längsschnitt dargestellt ist,
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2 eine
stirnseitige Vorderansicht des in 1 dargestellten
Seitenkanalverdichters,
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3 eine
stirnseitige Vorderansicht des in 2 dargestellten
Seitenkanalverdichters, wobei dessen Gehäuse-Deckel abgenommen ist,
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4–10 jeweils
den Seitenkanal im Querschnitt an verschiedenen angularen Positionen des
in 1 dargestellten Seitenkanalverdichters, und
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11 den
Verlauf des Seitenkanal-Querschnitts von der Gas-Einlass-Öffnung zu der Gas-Auslass-Öffnung eines
erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters
gemäß eines
weiteren Ausführungsbeispiels.
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Ein
in 1 bis 3 dargestellter Seitenkanalverdichter
zum Verdichten eines Gases umfasst ein mit Laufrad-Schaufeln 1 versehenes
Laufrad 2, das in einem Gehäuse 3 um eine horizontale Längs-Mittel-Achse 4 drehbar
gelagert ist. Zum Drehantrieb des Laufrads 2 in Richtung
des Pfeils 5 dient ein herkömmlicher Antrieb 6.
In Richtung des Pfeils 5 wird somit auch das Gas in dem
Gehäuse 3 gefördert.
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Das
Gehäuse 3 umfasst
einen Gehäuse-Körper 7 und
einen abnehmbaren Gehäuse-Deckel 8,
die gemäß den 1 und 2 zusammengefügt sind
und gemeinsam das auf einer Antriebs-Welle 9 drehfest angeordnete,
drehantreibbare Laufrad 2 mit den Laufrad-Schaufeln 1 umschließen.
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Das
Laufrad 2 ist scheibenartig ausgebildet. Es umfasst eine
innere Laufrad-Nabe 10 mit einer zentralen, kreisförmigen Naben-Bohrung 11.
Die Laufrad-Nabe 10 ist durch einen inneren, die Naben-Bohrung 11 radial
nach außen
begrenzenden Naben-Fuß 12 sowie
eine sich an diesen anschließende,
radiale, kreisringförmige
Naben-Scheibe 13 gebildet. Ferner umfasst das Laufrad 2 einen
radial äußeren Trag-Ring 14,
der sich außenseitig
an die Naben-Scheibe 13 anschließt und diese in Richtung der
Längs-Mittel-Achse 4 beidseitig überlappt.
Der Trag-Ring 14 trägt
in Umfangs-Richtung
verteilt eine Vielzahl radial abstehender Laufrad-Schaufeln 1.
Insgesamt sind hier 52 einzelne, identische Laufrad-Schaufeln 1 vorgesehen,
die äquidistant
angeordnet sind und somit einen angularen Abstand von etwa 7° zueinander,
bezogen auf die Längs-Mittel-Achse 4,
besitzen. Es sind also 6 bis 7 Laufrad-Schaufeln 1 alle
45° angeordnet.
Die Laufrad-Schaufeln 1 weisen
jeweils einen radial äußeren Abschnitt
auf, der in Richtung des Pfeils 5 nach vorne geneigt ist.
Der Naben-Fuß 12,
die Naben-Scheibe 13 und
der Trag-Ring 14 sind als einstückiges Gussteil ausgebildet.
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Die
hier verwendeten Ausdrücke „axial" und „radial" beziehen sich auf
die Längs-Mittel-Achse 4.
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Die
zentrale Naben-Bohrung 11 dient zur Aufnahme der Antriebs-Welle 9.
Zur Übertragung
eines von der Antriebs-Welle 9 aufgebrachten Drehmoments
auf die Laufrad-Nabe 10 zur Rotation des Laufrads 2 ist
eine herkömmliche
Passfeder-Verbindung zwischen der Antriebs-Welle 9 und
dem Naben-Fuß 12 vorgesehen.
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Der
Gehäuse-Körper 7 umfasst
einen zentralen Naben-Abschnitt 15, der einen Teil-Naben-Aufnahme-Raum 16 radial
und axial begrenzt. Der Na ben-Abschnitt 15 ist von einer
zentralen Wellen-Bohrung 17 durchsetzt, die in den Teil-Naben-Aufnahme-Raum 16 mündet. An
den Naben-Abschnitt 15 schließt sich
eine ringförmige
Seiten-Wand 18 an, die von dem Naben-Abschnitt 15 radial
nach außen
verläuft.
An die Seiten-Wand 18 grenzt außenseitig ein umlaufender Kanal-Abschnitt 19 an.
Der Naben-Abschnitt 15,
die Seiten-Wand 18 und der Kanal-Abschnitt 19 sind
als einstückiges
Gussteil ausgebildet und bilden den Gehäuse-Körper 7. An der Außenseite
des Gehäuse-Körpers 7 sind
speichenartig erstreckende Rippen-Stege 20 vorgesehen,
durch die die Festigkeit des Gehäuse-Körpers 7 wesentlich
erhöht wird.
Ferner springen von der Seiten-Wand 18 Schrauben-Ansätze 21 axial
nach außen
vor.
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Der
Gehäuse-Deckel 8,
der mittels mehrerer Verbindungs-Schrauben 22 mit dem Gehäuse-Körper 7 verschraubt
ist, umfasst wieder einen zentralen Naben-Abschnitt 23,
der einen Teil-Naben-Aufnahme-Raum 24 radial und axial
begrenzt. An dem Naben-Abschnitt 23 schließt sich
eine ringförmige
Seiten-Wand 25 an, die radial nach außen verläuft. Mit der Seiten-Wand 25 ist
außenseitig
ein umlaufender Kanal-Abschnitt 26 verbunden. In dem Naben-Abschnitt 23 ist
ein Wälz-Lager 27 für die Antriebs-Welle 9 angeordnet.
Der Naben-Abschnitt 23, die Seiten-Wand 25 und
der Kanal-Abschnitt 26 sind
als einstückiges
Gussteil ausgebildet und bilden den Gehäuse-Deckel 8. Auch
von der Seiten-Wand 25 springen außen speichenförmig verlaufende
Rippen-Stege 28 zur Versteifung des Gehäuse-Deckels 8 vor.
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Der
Gehäuse-Körper 7 und
der Gehäuse-Deckel 8 sind
so miteinander verbunden, dass die beiden Teil-Naben-Aufnahme-Räume 16, 24 gemeinsam
einen Naben-Aufnahme-Raum 29 begrenzen und die beiden Kanal-Abschnitte 19, 26 gemeinsam einen
Seitenkanal 30 zur Verdichtung des Gases begrenzen. Die
beiden Seiten-Wände 18, 25 verlaufen dabei
beabstandet parallel zueinander. Der Seitenkanal 30 erstreckt
sich beabstandet ringförmig
um die Längs-Mittel-Achse 4 und
ist durch die Kanal-Abschnite 19, 26 begrenzt.
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In
dem Gehäuse-Deckel 8 ist
unten eine axiale Gas-Einlass-Öffnung 31 ausgebildet,
die in den Seitenkanal 30 mündet. In dem Gehäuse-Deckel 8 ist unten
ferner eine axiale Gas-Auslass-Öffnung 32 vorgesehen,
die ebenfalls mit dem Seitenkanal 30 in Strömungsverbindung
steht und benachbart zu der Gas-Einlass-Öffnung 31 angeordnet
ist. An die Gas-Einlass-Öffnung 31 ist
ein vorspringender Gas-Einlass-Stutzen 33 angeschlossen,
während
an die Gas-Auslass-Öffnung 32 ein
entsprechender vorspringender Gas-Auslass-Stutzen 34 angeschlossen ist.
Zwischen der Gas-Einlass-Öffnung 31 und
der Gas-Auslass-Öffnung 32 ist
ein Unterbrecher 35 in dem Seitenkanal 30 angeordnet.
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In
dem durch die Naben-Abschnitte 15, 23 begrenzten
Naben-Aufnahme-Raum 29 ist
der Naben-Fuß 12 des
Laufrads 2 angeordnet, wobei die Naben-Bohrung 17 von
der Antriebs-Welle 9 durchdrungen ist. Die Antriebs-Welle 9 besitzt
einen freien, endseitigen Lager-Zapfen 36, der in dem Wälzlager 27 in
dem Gehäuse-Deckel 8 drehbar
gelagert ist. Das Wälzlager 27 besitzt
einen mit dem Lager-Zapfen 36 in Verbindung stehenden Innen-Ring 37 und einen
mit dem Gehäuse-Deckel 8 in
Verbindung stehenden Außen-Ring 38,
die durch zwischengeschaltete Lager-Kugeln 39 als Wälzkörper getrennt
sind. Der Innen-Ring 37 ist drehfest auf den Lager-Zapfen 36 aufgeschrumpft,
während
der Außen-Ring 38 drehfest
an dem Gehäuse-Deckel 8 festgelegt
ist. Zwischen den zueinander beabstandeten Seiten-Wänden 18, 25 des
Gehäuses 3 erstreckt
sich die Naben-Scheibe 13 des
Laufrads 2 von dem Naben-Fuß 12 radial nach außen. Der Trag-Ring 14 und die
Laufrad-Schaufeln 1 befinden sich dabei in dem umlaufenden
Seitenkanal 30. Der Fuß des Trag-Rings 14 sitzt über einen
gewissen Bereich in einer nach außen offenen Ausnehmung 40,
die in den Kanal-Abschnitten 19, 26 benachbart
zu den Seiten-Wänden 18, 25 ausgebildet
ist.
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Der
Seitenkanal 30 besitzt eine freie Querschnitts-Fläche A, die
zur Förderung
des Gases zur Verfügung
steht und in etwa senkrecht zu dem Pfeil 5 steht. Sie nimmt
von der Gas-Einlass-Öffnung 31 mit einer
Querschnitts-Fläche AE in Richtung auf die Gas-Auslass-Öffnung 32 mit
einer Querschnitts-Fläche
AA nicht-monoton ab, also AA < AE.
Die Verjüngung
zwischen der Gas-Einlass-Öffnung 31 und
der Gas-Auslass-Öffnung 32 beträgt dabei
20% bis 60% und vorzugsweise 25% bis 50%. Der Seitenkanal 30 hat
eine durch die Kanal-Abschnitte 19, 26 des Gehäuses 3 begrenzte
axiale Breite B und eine durch die Kanal-Abschnitte 19, 26 begrenzte
konstante, radiale Tiefe T. Die Querschnitts-Fläche A weist stets eine in etwa
rechteckige Form mit abgerundeten Eck-Bereichen auf, wobei die Tiefe
T immer kleiner als die Breite B ist. Aus dem Produkt aus Breite
B und Tiefe T kann jeweils näherungsweise
die Querschnitts-Fläche
A des Seitenkanals 30 berechnet werden. Die Laufrad-Schaufeln 1 besitzen
jeweils eine radiale Höhe.
Der in den Seitenkanal 30 ragende freie Abschnitt einer
Laufrad-Schaufel 1 hat dabei eine Höhe H, die in etwa 50% bis 75%,
bevorzugt etwa 60%, der Tiefe T des Seitenkanals 30 beträgt. Ferner
besitzt jede Laufrad-Schaufel 1 eine konstante axiale Breite
S, die stets wesentlich kleiner als die Breite B des Seitenkanals 30 ist.
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Die 4 bis 10 zeigen
jeweils den Seitenkanal 30 im Querschnitt, wie er über seinen
Verlauf an entsprechenden, auf die Längs-Mittel-Achse 4 bezogenen,
angularen Positionen des in 3 dargestellten
Seitenkanal verdichters vorliegt. Die absolute Verjüngung von
der Gas-Einlass-Öffnung 31 zu der
Gas-Auslass-Öffnung 32 geht
insbesondere aus den 4 und 10 hervor. 4 zeigt
den Seitenkanal 30 im Querschnitt knapp – in Richtung
des Pfeils 5 – nach
der Gas-Einlass-Öffnung 31.
In 10 ist dagegen der Seitenkanal 30 im
Querschnitt knapp – in
Richtung des Pfeils 5 – vor
der Gas-Auslass-Öffnung 32 gezeigt.
Die Querschnitts-Fläche A gemäß 4 ist
wesentlich größer als
die Querschnitts-Fläche
A gemäß 10.
Die Änderung
der Querschnitts-Fläche
A erfolgt hier nur über
die Änderung
der Breite B.
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Die
nachfolgenden Winkelangaben beziehen sich auf die Vertikalebene
E, die durch die Längs-Mittel-Achse 4 geht
und den Seitenkanalverdichter vertikal symmetrisch bzw. mittig der
Länge nach
schneidet. Ferner sind sie auf die Längs-Mittel-Achse 4 des in 3 dargestellten
Seitenkanalverdichters bezogen. Die Winkelangaben geben angulare
Abstände an.
Die Betrachtung erfolgt in Richtung des Pfeils 5, wobei
mit der Gas-Einlass-Öffnung 31 begonnen wird.
Die angebenen Zahlenwerte betreffen ein besonders bevorzugtes Ausführungsbeispiel.
Die Gas-Einlass-Öffnung 31 hat
ihr Zentrum in etwa bei 30°.
Der Querschnitt nach 4 liegt in etwa bei 60° vor, während der
Querschnitt nach 5 bei 90°, der Querschnitt nach 6 bei
135°, der
Querschnitt nach 7 bei 180°, der Querschnitt nach 8 bei 225°, der Querschnitt
nach 9 bei 270° und
der Querschnitt nach 10 bei etwa 300° vorliegt.
Die Gas-Austritts-Öffnung 32 hat
ihr Zentrum bei etwa 330°.
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Verglichen
mit der Querschnitts-Fläche
A gemäß 4 ist
die Querschnitts-Fläche
A gemäß 5 hier
stark verringert, nämlich
um etwa 25% bis 35%. Gegenüber
der in 5 gezeigten Querschnitts-Fläche A ist die Querschnitts-Fläche A gemäß 6 wieder
etwas vergrößert, nämlich um 10%
bis 20%. Die Querschnitts-Fläche
A gemäß 6 ist
also kleiner als die Querschnitts-Fläche A nach 4.
Auch ein Vergleich von 6 mit 7 zeigt,
dass die Querschnitts-Fläche
A gemäß 7 gegenüber der
Querschnitts-Fläche
A gemäß 6 etwas
vergrößert ist.
Die Querschnitts-Fläche
A nach 7 entspricht in etwa der Querschnitts-Fläche A gemäß 4.
Gegenüber
der Querschnitts-Fläche
A nach 7 ist die Querschnitts-Fläche A gemäß 8 wieder
stark verringert. Die Querschnitts-Fläche A gemäß 8 entspricht
in etwa der Querschnitts-Fläche A gemäß 5.
Die Querschnitts-Fläche
A gemäß 9 ist
wieder etwas größer als
die in 8 gezeigte Querschnitts-Fläche A. Sie entspricht in etwa
der Querschnitts-Fläche
A gemäß 6.
Verglichen mit 9 ist die Querschnitts-Fläche A gemäß 10 wieder
etwas kleiner. Die Querschnitts-Fläche A gemäß 10 entspricht
in etwa der Querschnitts-Fläche
A gemäß 5.
Wie bereits erwähnt,
wurde die Änderung
der Querschnitts-Fläche
A hier immer durch eine entsprechende Änderung der Breite B erreicht.
Die Breite B des Seitenkanals 30 schwankt in etwa zwischen dem
1,2-fachen der Breite S der Laufrad-Schaufel 1 und dem
3,0-fachen der Breite S der Laufrad-Schaufel 1. Die Breite
B des Seitenkanals 30 schwankt bevorzugt in etwa zwischen
dem 1,5 bis 1,9-fachen der Breite S der Laufrad-Schaufel 1 bei 5, 8 und 10 und
dem 2,1 bis 2,5-fachen der Breite S der Laufrad-Schaufel 1 bei 4 und 7.
Bei 6 und 9 beträgt die Breite B in etwa dem
1,8 bis 2,2-fachen der Breite S.
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Die Änderung
des Seitenkanals 30 kann durch entsprechende Gestaltung
des Kanal-Abschnitts 19 und/oder des Kanal-Abschnitts 26 erreicht
werden.
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Der
Antrieb 6 ist als Elektromotor ausgebildet und ist mit
dem Gehäuse-Körper 7 außenseitig
lösbar verbunden.
Hierfür
sind mehrere Befestigungs-Schrauben
vorgesehen, die in die Schrauben-Ansätze 21 an dem Gehäuse-Körper 7 eingedreht
sind.
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Zur
standsicheren Aufstellung der Einheit aus Seitenkanalverdichter
und Antrieb 6 sind an dem Seitenkanalverdichter unten Stand-Füße 41 angeformt,
wobei an einem Trag-Körper 42,
der auch mit dem Gehäuse-Körper 7 mittels
Schrauben verbunden ist und den Antrieb 6 trägt, auch
Stand-Füße 43 unten
angeformt sind.
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Nachfolgend
wird die Funktion des erfindungsgemäßen Seitenkanalverdichters
beschrieben. Durch den Antrieb 6 wird die Antriebs-Welle 9 in
Richtung des Pfeils 5 um die Längs-Mittel-Achse 4 in
Drehung versetzt. Dadurch wird auch das mit der Antriebs-Welle 9 drehfest
gekoppelte Laufrad 2 mit den Laufrad-Schaufeln 1 in
Richtung des Pfeils 5 zur Rotation gebracht. Die eng an
der Gas-Einlass-Öffnung 31 vorbeistreichenden
Laufrad-Schaufeln 1 saugen das zu verdichtende Gas über den
Gas-Einlass-Stutzen 33 und
die Gas-Eintritts-Öffnung 31 in
den Seitenkanal 30. Die Laufrad-Schaufeln 1 beschleunigen das
in dem Seitenkanal 30 befindliche Gas in Richtung des Pfeils 5,
der somit auch als Transport-Pfeil bezeichnet werden kann. Das Gas
ist dabei in Zellen eingeschlossen, die innenseitig durch den Trag-Ring 14 und
in Umfangs-Richtung durch benachbarte Laufrad-Schaufeln 1 begrenzt
sind. Am Ende des Umlaufs schieben die Laufrad-Schaufeln 1 das
verdichtete Gas über
die Gas-Auslass-Öffnung 32 und den
Gas-Auslass-Stutzen 34 wieder aus dem Seitenkanal 30 aus.
Es hat dabei in dem Seitenkanalverdichter einen angularen Weg von
300° zurückgelegt. Der
Unterbrecher 35 verhindert, dass das von dem Laufrad 2 transportierte
Gas innerhalb des Seitenkanals 30 von der Gas-Auslass-Öffnung 32 weiter
zu der Gas-Einlass-Öffnung 31 transportiert
wird. Je geringer die Querschnitts-Fläche A ist, desto größer ist die
Geschwindigkeit des Gases in dem Seitenkanal 30. Umgekehrt
gilt auch, je größer die
Querschnitts-Fläche A ist,
desto kleiner ist die Geschwindigkeit des Gases in dem Seitenkanal 30.
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Nun
wird unter Bezugnahme auf 11 der Verlauf
der Querschnitts-Fläche A eines
Seitenkanals 30 eines Seitenkanalsverdichters gemäß einem weiteren
bevorzugten Ausführungsbeispiel
zwischen der Gas-Einlass-Öffnung 31 und
der Gas-Auslass-Öffnung 32 detailliert über dem
Umfangswinkel bzw. dem Umlauf gemäß der obigen Definition beschrieben.
Nur der Verlauf des Seitenkanals 30 unterscheidet sich
hier von dem Verlauf des Seitenkanals 30 des vorherigen
Ausführungsbeispiels,
auf das somit Bezug genommen wird. Die Änderung der Querschnitts-Fläche A wird
wieder nur durch die Änderung
der Breite B erzielt.
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Wie
aus 11 hervorgeht, nimmt die Querschnitts-Fläche A des
Seitenkanals 30 zunächst nach
der Gas-Einlass-Öffnung 31,
die bei etwa 30° liegt,
stark zu bis sie ein erstes Maximum Max1 bei etwa 50° erreicht.
Dann nimmt sie langsam ab bis sie bei etwa 115° ein erstes Minimum Mini hat.
Bei etwa 80° liegt
ein erster Wendepunkt WP1 vor. Hier ändert sich das Krümmungsverhalten
der Kurve bzw. die Abnahme des Seitenkanals 30. Das Abnahmeverhalten
ist nach dem Wendepunkt WP1 gegenüber dem Abnahmeverhalten vor
dem Wendepunkt WP1 verringert. Nach dem Minimum Mini nimmt die Querschnitts-Fläche A des
Seitenkanals 30 wieder stark bis sie ein zweites Maximum
Max2 erreicht, das bei ca. 180° liegt.
Dabei wird bei etwa 155° ein
zweiter Wendepunkt WP2 durchschritten. Die Querschnitts-Fläche A des
Seitenkanals 30 ist bei dem Maximum Max2 kleiner als bei
dem Maximum Max1. Nach dem Maximum Max2 nimmt die Querschnitts-Fläche A des
Seitenkanals 30 wieder stark ab und hat ungefähr bei 205° ein zweites
Minimum Min2, wo die Querschnitts-Fläche
A des Seitenkanals 30 geringfügig kleiner als bei dem Minimum
Mini ist. Dabei wird bei ca. 190° ein
dritter Wendepunkt WP3 durchschritten. Nach dem Minimum Min2 nimmt die
Querschnitts-Fläche
A des Seitenkanals 30 wieder stark zu und hat bei ca. 245° ein drittes
Maximum Max3, wo die Querschnitts-Fläche A des Seitenkanals 30 in
etwa gleich der Querschnitts-Fläche
A bei dem zweiten Maximum Max2 ist. Nach dem Maximum Max3 nimmt
die Querschnitts-Fläche
A des Seitenkanals 30 bis ca. 265° stark ab und verringert sich dann
bis zu der Gas-Auslass-Öffnung 32 bei
330° nur noch
geringfügig
gleichmäßig. In 11 ist
außerdem
eine Gerade G eingezeichnet, die zum Vergleich eine gleichmäßige Abnahme
der Querschnitts-Fläche
A zwischen der Gas-Einlass-Öffnung 31 und
der Gas-Auslass-Öffnung 32 zeigt.
Die Maxima Max1, Max2 und Max3 liegen über der Geraden G, während die
Minima Mini und Min2 unterhalb liegen. Die Wendepunkte WP1, WP2
und WP3 liegen genau auf der Geraden G.
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Wie
aus 11 ersichtlich ist, ist der Abstand der Maxima
Max1, Max2 und Max3 zueinander ungleichmäßig. Es liegt somit eine aperiodische
Anordnung über
dem Umfang vor. Der angulare Abstand von dem Maximum Max1 zu dem
Maximum Max2 beträgt
in etwa 130°,
während
der angulare Abstand zwischen dem Maximum Max2 und dem Maximum Max3
bei etwa 65° liegt.
Der Abstand ist also kleiner geworden. Auch die Wendepunkte WP1,
WP2 und WP3 sind nicht äquidistant über dem
Umfang angeordnet. Auch hier liegt somit eine aperiodische Anordnung
vor. Zwischen dem Wendepunkt WP1 und dem Wendepunkt WP2 liegt ein
angularer Abstand von ca. 75° vor,
während
der angulare Abstand zwischen Wendepunkt WP2 und dem Wendepunkt
WP3 lediglich 35° ist.
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Die
Schwankung der Querschnitts-Fläche
A des Seitenkanals 30 zwischen der Gas-Einlass-Öffnung 31 und
der Gas-Auslass-Öffnung 32 liegt
zwischen 20% und 60%, vorzugsweise zwischen 25% und 50%, bezogen
auf die Differenz der Querschnitts-Fläche A zwischen der Gas-Eintritts-Öffnung 31 und der
Gas-Auslass-Öffnung 32 und
wird als ΔA bezeichnet.
Die Schwankung liegt zwischen den Extremwerten und der Geraden G
vor.
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Bei
den oben beschriebenen Ausführungsbeispielen
wurde die Änderung
der Querschnitts-Fläche
A des Seitenkanals 30 durch Änderung der Breite B herbeigeführt. In
einem alternativen Ausführungsbeispiel
wird eine analoge Änderung
der Querschnitts-Fläche
A des Seitenkanals 30 durch eine Änderung der Tiefe T erreicht.
Ansonsten gelten die obigen Ausführungen
analog. Aus fertigungstechnischen Gründen ist aber die Änderung
der Querschnitts-Fläche
A des Seitenkanals 30 über
die Breite B bevorzugt. Gemäß einem
alternativen Ausführungsbeispiel
wird die Änderung
der Querschnitts-Fläche
A durch eine gleichzeitige Änderung der
Tiefe T und der Breite B erzielt.
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Wie
eingangs erwähnt,
ist auch eine streng-monotone Abnahme der Querschnitts-Fläche mit
ungleichmäßigem Abnahme-Verhalten
möglich. Auch
hier soll keine Periodizität
auftreten. Wendepunkte sollen also aperiodisch angeordnet sein. Auch
die Amplituden sollen ungleich sein.
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Die
Erfindung kann auch bei mehrstufigen Seitenkanalverdichtern entsprechend
eingesetzt werden. Auch bei mehrflutigen Seitenkanalverdichtern
ist ein Einsatz möglich.
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Die
obigen Beschreibungen der Ausführungsbeispiele
sind nur beispielhaft. Die Maxima und Minima können an beliebigen Stellen
aperiodisch über
dem Umfang zufällig
verteilt liegen. Gleiche Abstände
sollen vermieden werden. Auch die Verbindungen zwischen den Extremwerten
können
unterschiedlich ansteigen bzw. abfallen. Die Amplitudenwerte können ebenfalls
zufällig
gewählt
werden. Wesentlich ist, dass kein gleichmäßiger Verlauf vorliegt, wodurch
harmonische Strömungsstrukturen
unterbunden werden. Dabei sind mindestens ein Maximum, ein Minimum
und/oder ein Wendepunkt vorgesehen. Es sind aber mehrere Maxima,
Minima und/oder Wendepunkte bevorzugt.