DE2830294A1

DE2830294A1 - Druckaenderung-absorptionseinrichtung

Info

Publication number: DE2830294A1
Application number: DE19782830294
Authority: DE
Inventors: @@ Abdelhamid Amr N Prof; Carl M Anderson; Darwin G Traver
Original assignee: Carrier Corp
Current assignee: Carrier Corp
Priority date: 1977-07-13
Filing date: 1978-07-10
Publication date: 1979-01-25
Also published as: SU1253435A3; DE2830294C3; GB2001135B; JPS627400B2; DE2830294B2; CH635899A5; IN149314B; NL7807463A; AR215323A1; ZA783845B; NL182239C; FR2397546B1; IT1097154B; MX146552A; FR2397546A1; AU530089B2; JPS5439202A; GB2001135A; WO1979000043A1; AU3785378A

Description

Druckänderung-Absarptionseinrichtung

Die Erfindung befaßt sich damit, akustische, aerodynamische und die Kombination von akustischen und aerodynamischen Druckänderungen bzw. -Schwankungen in einer Strömung zu absorbieren. Insbesondere befaßt sie sich mit dem Absorbieren von akustischen, aerodynamischen und der Kombination von akustischen und aerodynamischen Druckwellen in einem kompressiblen Strömungsmittel, das durch einen Diffusor in einem Radialverdichter oder einer ähnlichen Strömungsmaschine strömt.

Radialverdichter werden in der Kältemittelindustrie bei den meisten großen Anlagen verwendet, bei denen eine einzelne große Kältemaschine zum Kühlen, Heizen oder zu beidem verwendet wird. Zahlreiche Versuche, und zwar mit unterschiedlichem Erfolg, sind gemacht worden, um die Lautstärke des von der Kältemaschine abgegebenen hörbaren Geräusches zu mindern. Zu diesen Versuchen gehört das Ummanteln des Motors und Kompressors [US-PS 3 635 579), die Verwendung von schallabsorbierendem Material an den Einlaß- und Auslaßkammern des Verdichters (US-PS 3 360 193), das Anordnen eines Prallwiderstandes in dem Zv/ischenrohr eines mehrstufigen Verdichters (US-PS 3 676 012) und die Verwendung eines

809884/0989

ringförmigen Schalldämpfers in der Ausladleitung des Verdichters .

Da grude Kälteanlagen eine beträchtliche Menge an elektrischer Energie verbrauchen, werden grade Anstrengungen gemacht, um den Wirkungsgrad der Kältmaschine zu erhöhen und somit die Betriebskosten der Anlage zu verringern. Die vorliegende Erfindung wird dazu benutzt, den Gesamtwirkungsgrad in einer Kälteanlage mit einem Radialverdichter zu erhöhen.

Der Betriebsbereich eines Radialverdichters wird normalerweise van dem kleinst möglichen Strömungsvnlumen (Durchsatz) beschränkt, bei dem noch kein Pumpen auftritt. Es ist impraktikabel, im Pumpbereich zu arbeiten, und zwar aufgrund der Druckschwankungen, der dynamischen und möglicherweise gefährlichen üchubkraftänderungen und der erhöhten Gastemperaturen. "Λεπη ein Radialverdichter im Teillastbereich betrieben werden soll, ist es notwendig, die Maschine mit einem ausreichenden Durchsatz zu betreiben, der größer ist als der Durchsatz, beji dem ein Pumpen eintritt, obwohl die Teillastbedingungen auch mit einem kleineren Durchsatz erfüllt werden könnten. »Venn bei einem Strömungsmitteldurchsatz gearbeitet wird, der gröder ist als der, der zur Erfüllung der Teillast— bedingungen erforderlich ist, steigen die Betriebskusten_f da der Wirkungsgrad des Gesamtsystems verringert wird. Selbst wenn man sich dem Pumpbereich nähert, treten aerodynamische Instabilitäten auf, die Verluste und einen kleineren Mrkungs-

809884/0989

grad bedingen, so daß die Betriebskosten steigen, wenn man sich der Pumpkurve nähert. Wenn daher der Durchsatz, bei dem ein Pumpen eintritt, verringert wird, kann der Verdichter in einem gröfleren Durchsatzbereich arbeiten, und er arbeitet bei Durchsätzen unterhalb des oben erwähnten Pumpdurchsatzes mit einem besseren Wirkungsgrad.

Frühere Versuche, den Durchsatz, bei dem ein Pumpen eintritt, zu steuern, konzentrierten sich auf die Diffusorgeometrie und darauf, im Diffusor Schaufeln anzuordnen, um die Strömungsbahn des das Laufrad verlassenden Strömungsmittels zu steuern, vgl. den Aufsatz "Centrifugal Compressors ...the Cause of the Curve" von Donald C. Hallock in der Zeitschrift "Air and Gas Engineering", Vol. 1, No. 1, Januar 19S8.

Die vorliegende Erfindung, die in den Ansprüchen näher gekennzeichnet ist, geht einen anderen Weg.

Gemäß einer Ausführungsform der Erfindung wird eine Absorptianseinrichtung in Verbindung mit dem Strömungsmittel gesetzt, das im Diffusor eines Verdichters komprimiert wird. Ein poröses absorbierendes Material wird so angeordnet, daß es einen Teil der Wandfläche des Diffusors bildet. Eine Resonanzkammer wird auf der dem Strömungsmittel gegenüberliegenden Seite des absorbierenden Materials angeordnet, und zwar so, daß das Strömungsmittel durch das absorbierende Material hindurch in die Resonanzkammer strömen kann. Die Absorptionseinrichtung hat eine Ringform, und die Resonanzkammer ist durch

809884/0989 /12

konzentrische Ringe in mehrere kleinere Kammern oder durch einen einzelnen Teiler mit periodischen Sperren in einen schmalen länglichen Hohlraum oder durch einen honigwabenförmigen oder ähnlichen Teiler in mehrere zellenförmige Hohlräume unterteilt. Dämpfendes Material, z.B. Glasfaser, wird in die Resonanzkammer eingesetzt, um das Absorbieren und Dämpfen der Druckänderungen zu unterstützen. Das absorbierende Material wird so gewählt, daß sein Strömungswiderstand ungefähr gleich der Dichte des Strömungsmittels multipliziert mit der Schallgeschwindigkeit im Strömungsmittel im Diffusor ist.

Durch die vorliegende Erfindung wird der Pegel des von einem Radialverdichter erzeugten Geräusches verringert. Ferner wird der Wirkungsgrad eines Radialverdichters verbessert, und der Betriebsbereich wird dadurch vergrößert, daß der Durchsatz, bei dem ein Pumpen eintritt, herabgesetzt wird.

Es wird ferner der Pegel des Geräusches, der von einem sich bewegenden Strom erzeugt wird, verringert.

Durch die Erfindung wird der Geräuschpegel eines Zentrifugalverdichter verringert, gleichzeitig der Gesamtwirkungsgrad verbessert und der Betriebsbereich und der Druckanstieg vergrößert, ohne daß die Strömung merklich beeinträchtigt oder starke Grenzschichtstörungen im Strömungskanal erzeugt werden.

809884/0989

Durch die Erfindung wird eine Absorptionseinrichtung geschaffen, die in exzistierende Radialverdichter mit einem Minimum an baulichem Aufwand eingesetzt «erden kann.

Die Erfindung hat ferner den Vorteil, daß sowohl akustische wie auch aerodynamische Dructsänderungen in dem mit der Absorptionseinrichtung in Verbindung stehenden Strömungsmittel absorbiert werden.

Schliei31ich werden ein Gegendruck und eine rückwärtsgerichtete Strömung mittels schall- und druckabsorbierenden Materials, das im Diffusor eines Radialverdichters angeordnet ist, verhindert bzw. verzögert.

Anhand der Zeichnungen wird ein bevorzugtes Ausführungsbeispiel der Erfindung näher erläu-tert. Es zeigt:

Figur 1 einen Querschnitt durch einen erfindungsgemäß ausgebildeten Radialverdichter;

Figur 2 einen vergrößerten Teilquerschnitt durch eine erfindungsgemäße Druckänderung—Ab sorption seinrich tun g, die an einem Teil der Diffusorwand eines Radialverdichters angebracht ist;

Figur 3 eine Draufsicht entlang der Linie 3-3 in Figur 1, die zeigt, daß die Resonanzkammer von einem einzelnen spiralförmigen Teiler in einen schmalen länglichen

809884/0989

/14

Hohlraum unterteilt ist, und die die Anordnung des absorbierenden Materials zeigt;

Figur 4 ein Diagramm, in dem der AuslaBdruck eines Radialverdichters über dem Durchsatz aufgetragen ist, und zivar einmal mit und einmal ohne eine erfindungsgemäi3e Druckänderung—Absürptionseinrichtung und mit einer /Vinkelstellung der Einlad—Leitschaufeln v;n 35 und

Figur 5 ein Diagramm, in dem der Strömungswiderstand über den AbsurptiunsküGffizienten für Luft, R-11, FI-12 und Fl-22 aufgetragen ist.

Im fulgenden wird eine Absürptionseinrichtung beschrieben, dia in Verbindung mit dem Strömungsmittel in einem Verdichter so angeordnet ist, daiJ sie einen Teil der Diffusorwand des Diffusors innerhalb des Fladialverdichters bildet; ferner wird ein Verfahren zum Absorbieren won Druckwellen innerhalb des Strömungsmittel beschrieben. Es versteht sich, daß die Erfindung bei jeder Strömung anwendbar ist, sei es in einem Fladialverdichter, eintr Gasturbine oder einer anderen einen dynamischen Druck aufweisenden Einrichtung, die einen von bewegten Schaufeln oder dgl. erzeugten dynamischen Druck in einen statischen Druck urn.vandelt. Auilerdem ist rs eine Auslegungsfrage, abhängig von dem Aufbau und den ötitriebsparanvfcern des Verdichters,diejenige Wand des Diffusors oder mehr als eine Wand des Diffusors auszuwählen,

809884/0989

an der die Absorptionseinrichtung angebracht wird. Wenn mehr als eine Wand gewählt wird, kann die Absorptionseinrichtung an jeder Wand so ausgebildet werden, daß sie Druckwellen unterschiedlicher Frequenz absorbieren. Ein mehrstufiger Verdichter könnte in der gleichen Weise die vorliegende Erfindung in einer oder mehreren der verschiedenen Verdichterstufen verwenden.

Ferner wird in der folgenden Beschreibung davon ausgegangen, daß ein Kältemittel in einem Radialverdichter verdichtet wird, der Teil einer Kältemaschine bildet. Es versteht sich jedoch, daß die vorliegende Erfindung bei beliebigen kompressiblen Strömungsmitteln verwendbar ist, sei es ein Kältemittel, ein Gas oder ein anderes Fluid. Da die optimale Porösität des absorbierenden Materials eine Funktion der Gas- oder Strömungsmitteleigenschaften ist, erfordern verschiedene Gase oder Strömungsmittel Absorptionsmaterialien unterschiedlicher Porösität, um optimale Ergebnisse zu erzielen.

Es wird nun auf die Zeichnungen bezug genommen. Figur 1 zeigt einen typischen Radialverdichter, in den Kältemittel durch einen Einlaß 42 gelangt, von wo es durch verstellbare Schaufeln 44 in eine Laufradkammer 46 strömt. Das Laufrad 16, das auf einer Welle 48 angebracht ist und von einem Motor 15 angetrieben wird, beschleunigt dann das Kältemittel und gibt es an einen Diffusor 14 ab. Am Abströmpunkt 15 der Laufschaufeln 17 strömt das Kältemittel mit einer relativ hohen

809884/0989

Geschwindigkeit, und es besitzt einen relativ niedrigen statischen Druck. Das Kältemittel strömt dann durch den Diffusor 14 zu einem Sammler 12, von dem es in den übrigen Teil der Kältemaschine abgegeben wird. Das Kältemittel, das den Diffusor 14 verläßt'und in den Sammler 12 eintritt, strömt mit relativ niedriger Geschwindigkeit im Vergleich zu derjenigen Geschwindigkeit, mit der es in den Diffusor eintritt, und es besitzt einen relativ hohen statischen Druck im Vergleich zu dem Druck am Eintritt des Diffusars. Eine Druckänderung-Absorptianseinrichtung 10, die aus absorbierendem Material 20 und einer Resonanzkammer 18 besteht, steht mit dem durch den Diffusor 14 strömenden Kältemittel in Verbindung. Das in Figur 1 gezeigte gegossene Spiralgehäuse 19 verbindet den Sammler 12, den Diffusor 14 und die Laufradkammer 46.

Es wird nun auf Figur 2 bezug genommen, die einen vergrößerten Querschnitt des Diffusars und der Druckänderung-Absorptionseinrichtung darstellt. Das Absorptiansmaterial 20, ein poröses Blattmaterial hohen Strömungswiderstandes, ist so angeordnet, daß es einen Teil der Oberfläche der Diffusorwand bildet. Das Absorptionsmaterial könnte in der gleichen Weise an der anderen Diffusorwand oder an beiden Wänden angebracht werden. Das Absorptionsmaterial ist mittels Schrauben 32 und eines Klebstoffs (nicht gezeigt) an einem Teil des SpiralgehMuses 19 befestigt. Auf der von dem Strömungsmittel abgewandten Seite des Absorptionsmaterials befindet sich die

809884/0989

Resonanzakmmer 18, die von Endteilern 23 und einer Rückplatte 26 begrenzt wird. Wie aus Figur 3 hervorgeht, hat die Druckänderung-Absorptionseinrichtung 10 eine Ringform und jeder Endteiler 23 bildet einen vollständigen Ring, so dai3 die Resonanzkammer 18, die von den beiden Endteilern 23, der Rückplatte 26 und dem absorbierenden Material 20 begrenzt wird eine Ringform besitzt, wenngleich andere Konfigurationen ebenfalls möglich sind. Wie aus Figur 2 hervorgeht, ist die ringförmige Resonanzkammer 18 durch Teiler 22 in eine Reihe kleiner Kammern unterteilt. Die Teiler 22 können aus einer einzigen Spirale mit periodischen festen Strömungssperren 33, wie in Figur 3 gezeigt, bestehen, oder sie können van einer Reihe konzentrischer Ringe gebildet werden. Ein honigwabenartiger oder zellenförmiger Teiler könnte ebenfalls verwendet werden. Unabhängig von der Form des Teilers ist eine schmale Kammer bzw. eine Reihe von Kammern vorgesehen. Die Druckänderung-Absorptionseinrichtung ist, wie dargestellt, in dem spiralförmigen Hohlraum 21 angeordnet, die von verschiedenen Teilen des Spiralgehäuses 19 gebildet wird.

Wenn keine schmalen Kammern vorgesehen wären, würde das durch den Diffusor strömende Kältemittel in die Druckänderung— Absorptxonseinrichtung nächst dem Sammler eintreten und in Richtung auf das Ende der Druckänderung-Absorptionseinrichtung nächst dem Laufrad zurückströmen, da der Diffusor einen relativ niedrigen statischen Druck am Ende der Absorptionseinrichtung nächst dem Laufrad und einen relativ hohen statischen Druck

809884/0989

am Ende der Absorptionseinrichtung nächst dem Sammler besitzt. Diese Rückströmung des Kältemittels würde dann den Gesamtwirkungsgrad der Maschine beeinträchtigen. Dadurch, daß eine einzige Spiralförmige Resonazkammer mit periodischen Strömungssperren vorgesehen ist, ist die Rückströmung aufgrund des Druckgradienten bezüglich des hohen Strömungswiderstandes des Absorptiansmaterials so klein, daß der Gesamtwirkungsgrad nicht merklich beeinträchtigt wird. Die Rückströmung kann in der gleichen iVeise von konzentrischen Teilern oder mehreren zellenförmigen Kammern unterdrückt werden, so daß der stufenweise Druckabfall in jeder Kammer minimal ist.

Die Endteiler 23 und die Teiler 22 sind abgedichtet, um eine Strömung zwischen den getrennten Kammern zu unterbinden. Die Teiler 22 und die Endteiler 23 sind an dem absorbierenden Material 2Ü und an der Rückplatte 26 mittels eines Epoxydharzes angebracht. Die Resonanzkammer 18 der Druckänderung-Absorptionseinrichtung ist außerdem mit Dämpfungsmaterial· wie Glasfaser gefüllt, um den Absorptionswirkungsgrad der Einheit zu vergröi3ern und mögliche Resonanzdruckwellen innerder Resonanzkammer 18 zu dämpfen.

Figur 4 ist ein experimented entwickeltes Diagramm des dynamischen Drucks über dem Strömungsvolumen eines Radialverdichters, der einmal mit der beschriebenen Erfindung versehen war und einmal nicht. Das Diagramm zeigt sowohl die

809884/0989

Betriebskurven des Verdichters mit der Druckänderung-Absorptionseinrichtung und ohne der Druckänderung-Absorptionseinrichtung. Die gestrichelte Linie (ohne Druckänderung-Absorptionseinrichtung) zeigt, daß ein Pumpen bei einem sehr viel größeren Strömungsvolumen (Durchsatz) als bei der vorliegenden Erfindung auftritt. Außerdem zeigt das Diagramm die entsprechenden Kennwerte bei einer Stellung der Eintrittsschaufeln von 35 und einer Stellung der Eintrittsschaufeln von 90 · Aus dem Diagramm ist ersichtlich, daß der Betriebsbereich zwischen dem Punkt, bei dem ein Pumpen auftritt und bei dem der dynamische Druck unter einen Betriebswert abgesenkt wird, beträchtlich nach oben versc-hoben wird, insbesondere bei den niedrigeren Durchsätzen. Außerdem wird der Druckanstieg des Verdichters vergrößert, und zwar insbesondere bei einer Stellung der Schaufeln unterhalb 90°.

Das Verfahren, diese Einrichtung zu verwenden, umfaßt das Anordnen der Druckänderung-Absorptionseinrichtung innerhalb des Diffusars derart, daß Druckänderungen im Strömungsmittel innerhalb des Diffusors absorbiert werden. Diese Änderungen umfassen akustische und aerodynamische Wellen, die von dem Laufrad erzeugt werden, wenn das Strömungsmittel beschleunigt wird, und diese Wallen treten als Folge eines Pumpens oder anderer aerodynamischer Instabilitäten wie einem Drehpumpen auf, wenn dar Druck des Strömungsmittels erhöht und das Strömungsmittel im Diffusor verzögert wird.

809884/0989

3.0

Die Vorgänge, die dazu führen, daß der Wirkungsgrad der Maschine verbessert wird und der Durchsatz, bei dem ein Pumpen auftritt, verringert wird, werden theoretisch nach nicht vollständig durchschaut. Es wurde festgestellt, daß eine Absorptionseinrichtung, die zur Absorption von akustischen Wellen (die Druckänderungen sind) ausgelegt ist und dadurch das von der Maschine erzeugte Geräusch verringert, außerdem aerodynamische Druckänderungen absorbiert, die von einem Pumpen oder anderen aerodynamischen Instabilitäten herrühren, die den Gesamtwirkungsgrad der Maschine beeinträchtigen. Es wird angenommen, daß eine Absorptionseinrichtung so wirkt, daß sie Druckänderungen, die entweder von akustischen Wellen oder aerodynamischen Instabilitäten herrühren, einschränkt. Die Wirkungsgradverbesserung rührt daher, daß die Auswirkung der aerodynamischen Instabilitäten eliminiert bzw. gemindert wird. Eine glatte Strömung ohne Druckänderungen hat nicht nur zur Folge, daß der Durchsatz, bei dem ein Pumpen eintritt, kleiner wird, und daß somit ein größerer Betriebsbereich geschaffen wird, sondern sie verbessert auch den Gesamtwirkungsgrad der Maschine, da das Laufrad diese aerodynamischen Druckschwnkungen, die die Absorptionseinrichtung unterdrückt, nicht überwinden muß.

Zufällige und periodische aerodynamische Druckänderungen unbekannten Ursprungs sind ebenfalls innerhalb eines Radialverdichters gefunden worden. Es wurde experimentell festgestellt, daß die beschriebene Absorptionseinrichtung diese

/21

809884/0989

Änderungen dämpft, zusätzlich zu der Verbesserung des Gesamtwirkungsgrades der Maschine.

Das absorbierende Material 20, z.B. "Vliesmetall¹¹ oder "Fasermetall¹¹, das von der Brunswick Corporation in Muskegon, Michigan, hergestellt wird, oder "Rigimesh", das von der Firma Aircraft Porous media, Glen Cove, New York, hergestellt wird, wird so gewählt, daß sich sein Strömungswiderstand einem Wert nähert, der gleich der Dichte des Strömungsmittels mal der Schallgeschwindigkeit im Strömungsmittel über dem absorbierenden Material ist. Das absorbierende Material wird somit entsprechend dem verwendeten Strömungsmittel bzw. insbesondere entsprechend dem speziell gewählten Kältemittel variiert. Die folgende Tabelle zeigt verschiedene Kältemittel, die verschiedenen Dichten des das Laufrad verlassenden Kältemittels, die verschiedenen Schallgeschwindigkeiten im Kältemittel und den daraus folgenden optimalen Strömungswiderstand, den das absorbierende Material in jedem Anwendungsfall haben sollte.

Kälte	Dichte	[Lbs/Ft)	Schall	fFt/Sec)	Strömungs
mittel	kg/m		geschwin	(1100)	widerstand
			digkeit		Ray Is
		;0.075)	m/s		(cgs)
Luft	0,111	0.55	335,5		40.3
R-11	0,818	1.40	152,5		134.3
R-114	2,083	3.00	122		273.4
R-12	4,465		152,5	500)	732.4
R-500	4,465		152,5	400)	732.4
R-22	5,210 !		169	500	939.8
	^3.00)		500
	'3.so'		550
)

809884/0989

Figur 5 ist eine graphische Darstellung des maximalen normalen Absorptionsküeffizienten über dem Strömungswiderstand für Luft R-11, R-12 und R-22, der in einem akustischen Impedanzrohr gemessen wurde. Diese Darstellung ist eine Aufzeichnung van Werten, die zeigt, daiJ man einen Absarptiunskoeffizienten von näherungsweise 1,0 erhalten kann, wenn man den richtigen Strömungswiderstand für das absorbierende Material wählt. Das Diagramm bestätigt, daß ein Material, das in der Tabelle gezeigten Werte besitzt, die optimale Wahl ist, um Druck— änderungen für ein spezielles Kältemittel zu absorbieren.

Die RBsnnanzkammer, die hinter dem absorbierenden Material liegt, ist so ausgelegt, dai3 ihre Tiefe ein Viertel der Wellenlänge des Schalls mit der niedrigsten Frequenz ist, die absorbiert werden soll. Wenn beispielsweise R-11 (Trichlorfluurmethan) das in der Maschine verwendete Kältemittel ist und die Druckänderung-Absorptionseinrichtung so ausgelegt ist, da.3 sie akustisches Geräusch von 300 Hertz und mehr unterdrückt, sollte die Tiefe der Resonanzkammer 12,7 mm (ü Zoll) bütragen; die achallgeschwindigkeit von FI-11, geteilt durch vier mal die Frequenz.

Dämpfungsmaterial· für die Resonanzkammer wird so gewähit, da.3 alle Frequenzen, die cjröi3er sind als die Frequenz, für die die Kammer ausgelegt ist, absorbiert oder gedämpft werden. Das Dämpfungsmaterial hilft mit, die Frequenzen zwischen den

809884/0989

Resonanzspitzen der Auslegungsfrequenz zu absorbieren, wodurch eine Absorptionseinrichtung geschaffen wird, die sämtliche Frequenzen van der kleinsten Frequenz bis zur höchsten hörbaren Frequenz und darüber hinaus absorbiert.

Wie anhand des beschriebenen Ausführungsbeispiels deutlich geworden sein dürfte, ist durch die Erfindung eine akustische und aerodynamische Druckänderung—Absorptionseinrichtung geschaffen worden, die nicht nur in der Lage ist, akustische Wellen zu absorbieren und dadurch den von der Maschine und/ oder Strömung erzeugten Geräuschpegel zu verringern, sondern die auch aerodynamische Druckänderungen absorbiert, so dai3 der Wirkungsgrad der Maschine vergrößert und der gesamte Betriebsbereich der Maschine erweitert wird.

809884/0989

Claims

CARRIER CORPORATION

Carrier Tower

P.O. Box 4BOO

Syracuse, New York 13221

USA

D - 121 6. JuIi 1978

Patentansprüche

( 1 J Radialverdichter oder andere Vorrichtung, die ein unter Druck stehendes kompressibles Strömungsmittel liefert, mit einem Gehäuse, in dem ein Strömungskanal mit einer Einlaßöffnung und einer Laufradkammer gebildet ist, einem Laufrad, das in der Laufradkammer drehbar gelagert ist, so daB Strömungsmittel in die Laufradkammer eintritt und vom Laufrad beschleunigt wird, einem Diffusor, der das beschleunigte Strömungsmittel vom Laufrad empfängt, und einem Sammler, der das unter Druck stehende, vom Diffusor empfangene Strömungsmittel weiterleitet, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckänderung-Absorptionseinrichtung [1O) zur Absorption sowohl akustischer wie auch aerodynamischer Druckänderungen in unmittelbarer aerodynamischer und akustischer Verbindung mit dem Strömungsmittel im Diffusor angeordnet ist.
2. Radialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Druckänderung-Absorptionseinrichtung ein poröses absorbierendes Material(2Q)und eine Resonanzkammer (18) aufweist, wobei das absorbierende Material (20) sowohl mit dem Strömungsmittel im Diffusor (14) wie auch dem Strömungsmittel in der Resonanzkammer (18) in Verbindung steht.

809884/0989 ^/2

ORIGINAL INSPECTED
3. Radialverdichter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, da.J das absorbierende Material (2ü) einen Teil der Oberfläche der DifFusarwend bildet.
4. Radialverdichter nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daii die Resonanzkammer ( 1d) zumindest teilweise mit einem akustisch und aerodynamisch dämpfenden Material gefüllt ist.
5. Radialverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, da.J die Resananzkammer ( 18) in mehrere getrennte Kammern unterteilt ist, von denen jede mit dem absorbierenden Material (20) in Verbindung steht.
6. Radialverdichter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,

da.3 das absorbierende Material (20) einen Strömungswiderstand besitzt, der näherungsvveise gleich dem Produkt aus der Strcmungsmitteldichte und der Schallgeschwindigkeit im Strömungsmittel im Diffusor ist.

7. Radialverdichter nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, dad die Resonanzkammer (1ü) van einer spiralform igen F^Jlatte in einen einzigen spiralförmigen Hohlraum abgetrennt ist.

ü. Diffusor für kompressible Strömungsmittel in einem Zentrifugalverdichter, der einen von mehreren Wänden begrenzten otrömunc/skanal aufweist, dessen eines Ende das eine relativ hohe Geschwindigkeit und einen niedrigen statischen Druck aufweisende kompressible Strömungsmittel empfängt und dessen

809884/0989

anderes Ende das eine relativ niedrige Geschwindigkeit und einen hohen statischen Druck aufweisende Strömungsmittel abgibt, dadurch gekennzeichnet, daß eine Druckänderung-Abs'orptionseinrichtung ( 10) zur Absorption sowohl akustischer wie auch aerodynamischer Druckänderungen in unmittelbarer akustischer und aerodynamischer Verbindung mit dem Strömungsmittel im Diffusor (14) angeordnet ist.

9. Diffusor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Druckänderung-Absorptionseinrichtung ein poröses absorbierendes Material (20) und eine Resonanzkammer (18) aufweist, wobei das absorbierende Material sowohl mit dem Strömungsmittel im Diffusor wie auch dem Strömungsmittel in der Resonanzkammer (18) in Verbindung steht.

10. Diffusor nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß das absorbierende Material einen Teil der die Strömung begrenzenden Wände bildet.

11. Diffusor nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß die Resonanzkammer (18) zumindest teilweise mit einem dämpfenden Material gefüllt ist.

12. Diffusor nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß dis Resonanzkammer C⁸) in mehrere getrennte Kammern unterteilt ist, von denen jede mit dem absorbierenden Material in Verbindung steht.

809884/0989

_v 283G294

13. Diffusor nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß das absorbierende Material einen Strömungswiderstand aufweist, der näherungsweise gleich dem Produkt aus der Strömungsmittel mal der Schallgeschwindigkeit im Strömungsmittel im Diffusor ist.

14. Vorrichtung zur Verringerung aerodynamischer und akustischer Druckänderungen innerhalb einer Strömung eines kompressiblen Strömungsmittels, mit einem von Wänden begrenzten Strömungskanal, dadurch gekennzeichnet, dai3 zumindest ein Teil einer Wand des Strömungskanals aus porösem Material (10) hergestellt ist, das für das Strömungsmittel im Strömungskanal durchlässig ist, und da3 auf der dem Strömungskanal abgevvandten Seiten des porösen Materials angrenzend am porösen Material eine Resonanzkammer (18) angeordnet ist, wobei das poröse Material eine Strömung zwischen dem Strömungskanal und der Resonanzkammer zuläßt.

15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungswiderstand des porösen Materials näherungsweise gleich dem Produkt aus der Strömungsmitteldichte und der Schallgeschwindigkeit im Strömungsmittel ist.

16. Vorrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, daß die Tiefe der Resonanzkammer (1B) gleich einem Viertel der

Wellenlänge der niedrigsten Auslegungsfrequenz der Druckein
änderungen ist, für die/Absorptionskoeffizient von eins

erwünscht ist.

809884/0989 ^/S

17. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, da.3 die Resonanzkammer (ib) Teiler (^2) aufweist, die die Resonanzkammer (18) in eine Reihe von kleineren Kammern unterteilen,um die Strömung innerhalb der Resonanzkammer, die von Druckänderungen innerhalb der Strömung im Strömungskanal herrühren, zu vermindern.

18. Vorrichtung nach Anspruch 17, dadurch gekennzeichnet, dai3 die Reihe von kleineren Kammern zumindest teilweise mit einem Druckänderungen dämpfenden Material gefüllt ist, um die Druckänderungen innerhalb der Strömung weiter zu verringern.

19. Verfahren zum Vergröi3ern des Wirkungsgrades eines Radialverdichters unter gleichzeitiger Verringerung des vom Radialverdichter abgegebenen hörbaren Geräusches und zur Erzeugung eines größeren BetriebsberEiiches des Verdichters durch Verringerung des Strümungsvolumens, bei dem ein Pumpen auftritt, dadurch gekennzeichnet, daJ ein kompressibles Strömungsmittel in einem Laufrad beschleunigt wird, dal3 das beschleunigte Strömungsmittel in einem Diffusor aufgenommen wird, in dem das Strömungsmittel verzögert wird, um seinen statischen Druck zu erhöhen, dai3 das Strömungsmittel in einem Sammler bei hohem Druck geasammelt wird, und dai3 sowohl die aerodynamischen Druckänderungen wie auch die akustischen Druckänderungen innerhalb des Diffusors absorbiert werden.

809884/0989

20. Verfahren nach Anspruch 19, dadurch gekennzeichnet, daß zur Absorbierung der Druckänderungen ein poröses absorbierendes Material in Verbindung mit dem Strömungsmittel gesetzt v.ird und dai3 eine Fissonanzkammer mit dem absorbierenden Material in Verbindung gebracht ^ird, so da.3 Strömungsmittel zwischen der Resunanzkammer und dem Diffusor durch das absorbierende Material strömt.

21. Verfahren nach Anspruch 20, dadurch gekennzeichnet, da.3 die aerodynamischen und akustischen Druckänderungeri innerhalb
de;r Res Jrianzkamrner gedämpft werden.

22. Verfahren nach Anspruch 21, dadurch gekennzeichnet, dad
die Fles.inanzkammer unterteilt wird, um mehrere kleinere
Kammern jeweils mit dem absurbierenden Material in Verbindung zu setzen.

23. Verfahren nach Anspruch 122, dadurch gekennzeichnet, dai3 ein pnröses Materiell gewählt wird, dessFJn Strümungs.viderstand
ungefähr gleicht der Strömungsmitteldichte multipliziert mit der bchcil Lge-.vschindigküit im Strömungsmittel ist.

24. Verfahren zum vergrößern des Strömungswirkungsgrades einer
Strömung eines kumpressiblen Strömungsmittels unter Verringerung des hörbaren, vnm Strömungsmittel abgegebenen
Geräusches und zur Erzeugung eines gröi3uren Str'imungsbetritbsbereiches durch Verringern akustischer, aerodynamischer

809884/0989

Druckänderungen, dadurch gekennzeichnet, daß ein aerodynamische und akustische Druckänderungen absorbierendes Material gewählt wird, dessen Strömungswiderstand gleich der Dichte des Strömungsmittels multipliziert mit der Schallgeschwindigkeit des Strömungsmittels ist, daß das absorbierende Material in Verbindung mit dem Strömungsmittel angeordnet wird, und daß eine Resonanzkammer mit dem absorbierenden Material in Verbindung gebracht wird, so daß das Strömungsmittel durch das absorbierende Material in die Resonanzkammer strömen kann.

25. Verfahren nach Anspruch 24, dadurch gekennzeichnet, daß die aerodynamischen und akustischen Druckänderungen in der Kammer gedämpft werden.

26. Verfahren zum Vergrößern des Strömungswirkungsgrades eines Stroms aus kompressiblem Strömungsmittel durch Verringerung der akustischen und aerodynamischen Druckänderungen im Strom, dadurch gekennzeichnet, daß der Strom durch einen Strömungskanal geführt wird, daß der Strom entlang des Strömungskanals unterbrochen wird, indem eine Resonanzkammer in unmittelbare Berührung damit gebracht wird, so daß das Strömungsmittel zwischen der Resonanzkammer und dem Strömungskanal strömen kann und daß die Menge der Strömung zwischen der Resonanzkammer und dem Strömungskanal dadurch begrenzt wird, daß ein poröses absorbierendes Material zwischen der Resonanzkammer und dem Strömungskanal angeordnet wird, wodurch

809884/0989

Druckänderungen im Strom absorbiert werden, ohne dai3 die Strömung durch den StrSmungskanal merklich verringert wird.

27. Verfahren nach Anspruch 25, daduch gekennzeichnet, da3 zur Begrenzung der Strömung ein absorbierendes Material gewählt wird, dessen Strömungswiderstand näherungsweise gleich dem Produkt der Strömungsmitteldichte mal der Schallgeschwindigkeit im Strömungsmittel ist.

2B. Verfahren nach Anspruch 26, dadurch gekennzeichnet, da3 Druckänderungen in der Resonanzkammer dadurch gedampft werden, da3 die Resonanzkammer zumindest teilweise mit einem dämpfenden Material gefüllt wird, so da3 die Druckänderungen in der Strömung weiter verringert werden.

809884/0989