-
Die
vorliegende Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Erweitern eines Betriebsbereichs eines Zentrifugenkompressors, der
beispielsweise als Luftzuführvorrichtung
für einen Turbolader
zum Aufladen eines Motors verwendet wird oder als Luftversorgung
in einer gewöhnlichen Fertigungsanlage
verwendet wird oder zusammen mit einer Gasturbine verwendet wird.
-
Herkömmlicherweise
kann ein Turbolader zum Aufladen eines Motors eine Turbine mit einem Flügelrad,
einen Zentrifugenkompressor mit einem Laufrad und ein Lagergehäuse umfassen,
das die Turbine als ein Teil mit dem Zentrifugenkompressor verbindet.
Das Flügelrad
ist mit dem Laufrad durch eine in dem Lagergehäuse drehbar unterstützte Welle
verbunden und wird durch Abgase von dem Motor gedreht, um über die
Welle das Laufrad zu drehen. In dieser Weise wird Einlassluft durch
den Zentrifugenkompressor komprimiert und dem Motor zugeführt.
-
EP 0606475 A1 beschreibt
eine Turbomaschine mit Laufrädern,
die sich in einem Gehäuse drehen.
Es ist eine Düse
zum Bilden einer ringförmigen
Fluidschicht, die längs
der Innenfläche
des Gehäuses
strömt,
vorgesehen.
-
US 5762470 beschreibt ein
Mittel zur Behandlung der Spitze gegen Strömungsabriss oder Stillstehen.
Es ist ein ringförmiger
Hohlraum zum Kommunizieren mit dem Strömungspfad zum Kompressor durch
Schlitze, die durch ein ringförmiges Rippengitter
gebildet sind, vorgesehen. Die Schlitze schaffen eine Kommunikation
bzw. Verbindung zwischen dem Hohlraum und dem Strömungspfad
sowohl stromaufwärts
von der Gruppe von Blättern
als auch mit dieser axial zusammentreffend.
-
Ein
Zentrifugenkompressor zur Verwendung mit einem Turbolader des oben
beschriebenen Typs besitzt eine Charakteristik, gemäß der, wie
in 1 gezeigt ist, die Kennlinien I des Kompressors
eine Pumplinie oder Pumpgrenze S in einen Rückströmungsbereich mit niedrigerer
Durchflussrate hinein überschreiten
können.
Daher kann der Zentrifugenkompressor, wenn die Pumpgrenze S erfolgreich
zu einer Position S',
wo die Durchflussrate niedriger ist, verschoben werden kann, in einem
weiteren oder erweiterten Betriebsbereich auf den Motor angewandt werden.
-
Ein
herkömmlicher
Vorschlag in diesem Zusammenhang ist beispielsweise in JP-A-05-060097 (japanisches
Patent Nr. 3038398) offenbart. Er ist, wie in den 2A und 2B gezeigt
ist, gerichtet auf einen Zentrifugenkompressor des Typs, bei dem ein
Gehäuse 6 eine
Abdeckwand 5 besitzt, um mittels eines Umlenkers 2 einen
spiralförmigen
Kompressionskanal 3 an einem äußeren Umfang eines Laufrades 1 zu
schaffen, wobei sich die Abdeckwand 5 vor dem Umlenker 2 erstreckt,
um einen Lufteinlass 4 zu schaffen, und wobei ein Flügelrad (nicht
gezeigt) einer Turbine über
eine Welle mit dem Laufrad 1 verbunden ist und durch Abgase
von einem Motor gedreht wird, um über die Welle das Laufrad 1 zu
drehen, wobei Einlassluft komprimiert und dem Motor zugeführt wird.
Die Vorrichtung umfasst: einen Drosselabschnitt 7 an der
Abdeckwand 5 in der Nähe
des Lufteinlasses 4, der zu dem Laufrad 1 konvergiert, derart,
dass Luft a durch den Drosselabschnitt 7 gedrosselt und
durch das Laufrad 1 angesaugt wird, einen ringförmigen Behandlungshohlraum 8 in
der Abdeckwand 5 und einen ersten und einen zweiten Schlitz
oder eine erste und eine zweite Öffnung 9 und 10 an
der Abdeckwand 5, die in Umfangsrichtung verlaufen, wobei
die erste Öffnung 9 eine
Verbindung zwischen dem Behandlungshohlraum 8 und einem laufradseitigen
Abschnitt des Lufteinlasses 4 oder Abschnitt des Lufteinlasses 4 in
der Nähe
des Laufrades 1 herstellt und die zweite Öffnung 10 eine
Verbindung zwischen dem Behandlungshohlraum 8 und einem
Abschnitt des Lufteinlasses 4, der sich etwas vor dem laufradseitigen
Abschnitt des Lufteinlasses 4, d. h. etwas hinter einem
Ende des Drosselabschnitts 7, befindet, herstellt. In dieser
Weise stellen die erste Öffnung 9,
der Behandlungshohlraum 8 und die zweite Öffnung 10 einen
Mechanismus zum Erweitern des Betriebsbereichs bereit, durch den
während
eines Betriebs niedriger Durchflussrate ein Teil der durch das Laufrad 1 angesaugten
Luft a zirkuliert, um eine Reduktion der Durchflussrate hinsichtlich der
Pumpgrenze zu erreichen.
-
Bei
einem Betrieb des herkömmlichen
Zentrifugenkompressors wird durch die Drehung des Laufrades 1 Luft
a durch den Lufteinlass 4 in eine Saugzone des Laufrades 1 angesaugt
und durch den Kompressionskanal 3 einer Zielzone zugeführt. Während eines
Betriebs niedriger Durchflussrate erhöht sich der Druck der Luft
a, die in das Laufrad 1 geströmt ist, infolge der Wirkung
des Laufrades 1, so dass sie im Vergleich zu dem Lufteinlass 4 und
dem Behandlungshohlraum 8 einen hohen Druck besitzt und
ein Teil der Luft a, der die Blätter
des Laufrades 1 passiert hat, durch die erste Öffnung 9 und
den Behandlungshohlraum 8 zugeführt und durch die zweite Öffnung 10 zum
Laufrad 1 zurück
abgeführt
werden kann. In dieser Weise kann durch die Ausnutzung des statischen
Druckes eine Luftstromzirkulation erreicht werden.
-
Wie
oben beschrieben worden ist, kann bei der früheren Struktur ein Teil der
durch das Laufrad 1 angesaugten Luft a so umgewälzt werden,
dass auch in dem Betriebszustand, in dem die Durchflussrate so niedrig
ist, dass sie den Rückflussbereich
erreicht, ein Eintreten in den Rückströmungsbereich
erfolgreich verhindert werden kann. Mit anderen Worten, die in 1 gezeigte
Pumpgrenze S kann zu der Position S', wo die Durchflussrate niedrig ist,
verschoben werden.
-
Bei
dem oben beschriebenen Zentrifugenkompressor jedoch besitzt die
durch die erste Öffnung 9,
den Behandlungshohlraum 8 und die zweite Öffnung 10 in
das Laufrad 11 zirkulierende Luft a eine Strömungsrichtung,
die, wie in 2B gezeigt ist, auf die Drehrichtung
(die durch den Pfeil r angegeben ist) des Laufrades 1 ausgerichtet
ist, oder strömt
in der sogenannten Vorwärtsrichtung
in Bezug auf die Drehung des Laufrades 1. Somit kann im
Vergleich zu einem Fall, in dem die Luft a nicht zirkuliert, tatsächlich eine
Erweiterung des Betriebsbereichs erreicht werden, jedoch ist die
Drehung des Strömungswinkels zwischen
jenem vor dem Laufrad 1 und jenem nach dem Laufrad 1 so
klein, dass der Euler-Kopf, der das Druckverhältnis zwischen der Eintrittsseite
und der Austrittsseite des Laufrades 1 ist, unzweckmäßig verkleinert
ist.
-
Eine
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist daher, eine Erweiterung eines
Betriebsbereichs eines Zentrifugenkompressors des oben beschriebenen
Typs ohne Verkleinerung des Euler-Kopfes zu erreichen.
-
Die
Erfindung wurde ausgeführt,
um das obige Problem zu lösen.
Gemäß einem
Aspekt der Erfindung ist ein Verfahren zum Erweitern eines Betriebsbereichs
eines Zentrifugenkompressors vorgesehen, wobei der Zentrifugenkompressor
eine Abdeckwand die sich vor einem äußeren Umfang eines Laufrades erstreckt,
um einen Lufteinlass zu schaffen, einen ringförmigen Behandlungshohlraum
in der Abdeckwand sowie eine erste und eine zweite Öffnung in
der Abdeckwand umfasst, wobei die erste Öffnung eine Verbindung zwischen
dem Behandlungshohlraum und einem laufradseitigen Abschnitt des
Lufteinlasses schafft und die zweite Öffnung eine Verbindung zwischen
dem Behandlungshohlraum und einem Abschnitt des Lufteinlasses, der
sich etwas vor dem laufradseitigen Abschnitt des Lufteinlasses befindet, schafft,
wobei während
eines Betriebs mit geringer Durchflussrate ein Teil der durch das
Laufrad angesaugten Luft durch die erste Öffnung dem Behandlungshohlraum
zugeführt
und durch die zweite Öffnung
abgeführt
wird, so dass sie zirkuliert. Das Verfahren umfasst das Abführen der
Luft, die durch die erste Öffnung
in den Behandlungshohlraum geströmt ist,
durch die zweite Öffnung
als Strömung
mit einer Richtung innerhalb eines Bereichs von einer Richtung ohne
Wirbelkomponente bis zu einer Wirbelrichtung, die zur Drehrichtung
des Laufrades entgegengesetzt ist oder im Gegensatz zu dieser steht.
Gemäß einem
weiteren Aspekt der Erfindung ist eine Vorrichtung zum Erweitern
eines Betriebsbereichs eines Zentrifugenkompressors vorgesehen,
wobei der Zentrifugenkompressor eine Abdeckwand, die sich vor einem äußeren Umfang
eines Laufrades erstreckt, um einen Lufteinlass zu schaffen, einen
ringförmigen
Behandlungshohlraum in der Abdeckwand sowie eine erste und eine
zweite Öffnung
in der Abdeckwand umfasst, wobei die erste Öffnung eine Verbindung zwischen
dem Behandlungshohlraum und einem laufradseitigen Abschnitt des
Lufteinlasses schafft und die zweite Öffnung eine Kommunikation zwischen
dem Behandlungshohlraum und einem Abschnitt des Lufteinlasses, der
sich etwas vor dem laufradseitigen Abschnitt des Lufteinlasses befindet, schafft
und wobei während
eines Betriebs mit niedriger Durchflussrate ein Teil der durch das
Laufrad angesaugten Luft durch die erste Öffnung dem Behandlungshohlraum
zugeführt
wird und durch die zweite Öffnung
abgeführt
wird, so dass sie zirkuliert. Die Vorrichtung umfasst zahlreiche
Luftschlitze, die in der zweiten Öffnung der Abdeckwand angeordnet
sind, wobei eine winklige Anordnung der Luftschlitze in einem Bereich
von einer radialen Anordnung bis zu einer entgegengesetzt zur Drehrichtung
des Laufrades geneigten Anordnung liegt.
-
Während des
Betriebs mit niedriger Durchflussrate wird die durch die erste Öffnung dem
Behandlungshohlraum zugeführte
Luft durch die Luftschlitze so geführt, dass sie als Strömung mit
einer Richtung innerhalb eines Bereichs von einer Richtung ohne
Wirbelkomponente bis zu einer Wirbelrichtung, die zur Drehrichtung
des Laufrades entgegengesetzt ist, abgeführt wird. Dies verhindert die
Abnahme des Euler-Kopfes.
-
Anstelle
der Luftschlitze in der zweiten Öffnung
können
zahlreiche Führungsplatten
in dem Behandlungshohlraum angeordnet sein, wobei eine winklige
Anordnung der Führungsplatten
in einem Bereich von einer radialen Anordnung bis zu einer entgegengesetzt
zur Drehrichtung des Laufrades geneigten Anordnung liegt. Bei dieser
Struktur wird die Strömung
in den Behandlungshohlraum durch die Führungsplatten, wovon jede eine
größere Fläche als der
Luftschlitz hat, eingeschränkt,
wodurch innerhalb eines Bereichs von einer Richtung ohne Wirbelkomponente
bis zu einer Wirbelrichtung, die zur Drehrichtung des Laufrades
entgegengesetzt ist, die Wirkung gerichteter Strömungsführung erzeugt wird. Im Ergebnis
wird die Luft mit einer starken Richtwirkung, die nicht auf die
Drehrichtung des Laufrades ausgerichtet ist, durch die zweite Öffnung abgeführt.
-
Alternativ
können
Führungsplatten
in dem Behandlungshohlraum so angeordnet sein, als ob sie sich von
ihren entsprechenden Luftschlitzen erstrecken würden. Dadurch kann die in den
Behandlungshohlraum angesaugte Luft der durch die Führungsplatten
und durch die Luftschlitze ausgeübten
Wirkung gerichteter Strömungsführung unterworfen
werden. Im Ergebnis wird die Luft mit einer starken Richtwirkung,
die nicht auf die Drehrichtung des Laufrades ausgerichtet ist, durch
die zweite Öffnung
abgeführt.
-
Nun
werden beispielhalber Ausführungsformen
der Erfindung beschrieben, wobei Bezug auf die Figuren genommen
wird, wovon:
-
1 ein
Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Durchflussrate und
dem Druck in einem herkömmlichen
Zentrifugenkompressor zeigt;
-
2A eine
schematische Seitenansicht, teilweise in einem Schnitt, eines herkömmlichen
Zentrifugenkompressors ist;
-
2B eine
Ansicht bei Betrachtung in Richtung des Pfeils 2B in 2A ist;
-
3A eine
schematische Seitenansicht, teilweise in einem Schnitt, ist, die
eine Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
3B eine
Ansicht bei Betrachtung in Richtung des Pfeils 3B in 3A ist;
-
4A eine
schematische Seitenansicht, teilweise in einem Schnitt, ist, die
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
4B eine
Ansicht bei Betrachtung in Richtung des Pfeils 4B in 4A ist;
-
5 ein
Diagramm ist, das die Beziehung zwischen der Durchflussrate und
dem Druck in einem Zentrifugenkompressor gemäß der in den 4A und 4B gezeigten
weiteren Ausführungsform zeigt;
-
6A eine
schematische Seitenansicht, teilweise in einem Schnitt, ist, die
eine nochmals weitere Ausführungsform
der Erfindung zeigt;
-
6B eine
Ansicht bei Betrachtung in Richtung des Pfeils 6B in 6A ist;
-
7A eine
Seitenansicht ist, die eine Modifikation der Führungsplatte zeigt; und
-
7B eine
Seitenansicht ist, die eine weitere Modifikation der Führungsplatte
zeigt
-
Die 3A und 3B zeigen
eine Ausführungsform
der Erfindung. Bei der Vorrichtung zum Erweitern eines Betriebsbereichs
eines Zentrifugenkompressors, der in der Grundkonstruktion der in
den 2A und 2B gezeigten
früheren
Ausführungsform
gleicht, ist eine zweite Öffnung 10 in
einer Abdeckwand 5 zu dem Laufrad 1 gerichtet
und besitzt mehrere (beispielsweise 6 bis 22 Stück) Luftschlitze 11,
die in einer Beziehung, in der sie in Umfangsrichtung voneinander
beabstandet sind, in der Öffnung 10 angeordnet
sind. Genauer sind die Luftschlitze 11 mit in Umfangsrichtung
gleich beabstandeten oder willkürlich
beabstandeten Zwischenräumen
angeordnet, derart, dass sie entgegengesetzt zur Drehrichtung des
Laufrades (beispielsweise um etwa 65°) geneigt sind. Es ist anzumerken,
dass in den 3A und 3B die
gleichen Elemente, die auch in den 2A und 2B gefunden
werden, mit den gleichen Bezugszeichen gekennzeichnet sind.
-
Während eines
Betriebs mit niedriger Durchflussrate strömt ein Teil der Luft a, die
das Laufrad 1 unter dem durch das Laufrad 1 angehobenen
Druck passiert hat, durch die erste Öffnung 9 in den Behandlungshohlraum 8.
Die Luft a wird auf ihrem Weg im Behandlungshohlraum 8 zur
zweiten Öffnung 10 in
der gleichen Richtung wie die Drehrichtung des Laufrades 1 verwirbelt.
Da nun die zweite Öffnung 10 die
Luftschlitze 11 besitzt, die darin in einer winkligen Anordnung
entgegengesetzt zur Drehrichtung geneigt angeordnet sind, wird dann
die Luft während des
Durchgangs durch die zweite Öffnung 10 zur
Eintrittsseite des Laufrades 1 der durch die Luftschlitze ausgeübten Wirkung
gerichteter Führung
unterworfen. Im Ergebnis wird die Luft als Strömung mit einer Richtung, die
zur Drehrichtung des Laufrades 1 entgegengesetzt ist, abgeführt. Demgemäß kann eine Erweiterung
des Betriebsbereichs des Zentrifugenkompressors ohne Verkleinerung
des Euler-Kopfes erfolgreich erreicht werden.
-
Die 4A und 4B zeigen
eine weitere Ausführungsform
der Erfindung. Bei einer Vorrichtung zum Erweitern eines Betriebsbereichs
eines Zentrifugenkompressors, der in der Konstruktion jenem, der
in den 3A und 3B gleicht,
sind, anstatt die Luftschlitze 11 in der zweiten Öffnung 10 anzuordnen,
mehrere (beispielsweise 6 bis 22 Stück) Führungsplatten 12,
die in einer Beziehung, in der sie in Umfangsrichtung voneinander
beabstandet sind, in dem Behandlungshohlraum 8 angeordnet.
Genauer sind die Führungsplatten 12 mit
in Umfangsrichtung gleich beabstandeten oder willkürlich beabstandeten
Zwischenräumen
angeordnet, derart, dass sie entgegengesetzt zur Drehrichtung des
Laufrades (beispielsweise um etwa 65°) geneigt sind.
-
Bei
der in den 4A und 4B gezeigten Struktur
wird die durch die erste Öffnung 9 in
den Behandlungshohlraum 8 angesaugte Luft a nicht nur durch
die Führungsplatten 12,
wovon jede eine größere Fläche als
die in den 3A und 3B gezeigten
Luftschlitze 11 besitzt, davon abgehalten, in Richtung
der Drehrichtung des Laufrades 1 zu strömen, sondern wird durch dieselben
Führungsplatten 12 auch
der Wirkung gerichteter Strömungsführung unterworfen,
so dass sie in eine zur Drehrichtung des Laufrades 1 entgegengesetzten
Wirbelrichtung strömt.
Im Ergebnis wird die Luft a durch die zweite Öffnung 10 als Strömung mit
einer starken Richtwirkung, die zur Drehrichtung des Laufrades 1 entgegengesetzt
ist, abgeführt.
Demgemäß kann im
Vergleich zu der in den 3A und 3B gezeigten Ausführungsform
der Euler-Kopf weiter gesichert stabilisiert werden, womit die Erweiterung
des Betriebsbereichs des Zentrifugenkompressors in nochmals ausgedehnter
Weise erreicht werden kann. Im Fall, in dem die Führungsplatten 12 so
in dem Behandlungshohlraum 8 angeordnet sind, dass sie
in einer zur Drehrichtung des Laufrades 1 entgegengesetzten Richtung
geneigt sind, wie in den 4A und 4B gezeigt
ist, geht aus 5 hervor, dass die Pumpgrenze
zu der Position S',
wo die Durchflussrate niedrig ist, verschoben werden kann (genau
wie in 1) und somit die Kennlinie I des Kompressors in Bezug
auf die Betriebskennlinie E für
den Motor nach oben verschoben werden kann. Dies trägt dazu
bei, einen noch stabileren Betriebszustand zu gewährleisten.
-
Die 6A und 6B zeigen
eine nochmals weitere Ausführungsform
der Erfindung. Bei der Vorrichtung zum Erweitern des Betriebsbereichs
des Zentrifugenkompressors, der in der Konstruktion jenem, der in
den 3A und 3B gezeigt
ist, gleicht, sind Führungsplatten 12 in
dem Behandlungshohlraum 8 angeordnet, als ob sie sich von
ihren entsprechenden Luftschlitzen 11 erstrecken würden. Das
heißt,
dass die Führungsplatte 12 vollständig auf
die entsprechenden Luftschlitz 11 ausgerichtet ist.
-
Bei
der in den 6A und 6B gezeigten Struktur
wird die zirkulierende Luft a durch die in dem Behandlungshohlraum 8 angeordneten
Führungsplatten 12 der
Wirkung gerichteter Strömungsführung unterworfen
und dann des weiteren während
des Durchgangs durch die zweite Öffnung 10 der
durch die Luftschlitze 11 ausgeübten Wirkung gerichteter Strömungsführung unterworfen.
Im Ergebnis wird die Luft a durch die zweite Öffnung 10 als Strömung mit einer
noch stärkeren
Richtwirkung in einer Richtung, die zur Drehrichtung des Laufrades 1 entgegengesetzt
ist, abgeführt.
Demgemäß werden
Auswirkungen und Vorteile erreicht, die zu jenen, die bei den zuvor
beschriebenen Ausführungsformen
erzielt werden, gleichwertig sind oder jene überragen.
-
Die 7A und 7B zeigen
Modifikationen der Führungsplatten 12,
die bei der Ausführungsform,
die in den 4A und 4B (oder
den 6A und 6B) gezeigt
ist, verwendet werden. Die in den Figuren gezeigten Führungsplatten 12 besitzen
eine Weitenabmessung, die kurz gegenüber der axialen Länge des
Behandlungshohlraums 8 ist. Die in 7A gezeigte
Führungsplatte 12 ist
so gestaltet, dass ihr eines Ende eine Innenkante des Behandlungshohlraums 8 in
der Nähe
der ersten Öffnung 9 nicht
erreicht. Andererseits ist die in 7B gezeigte
Führungsplatte 12 so
gestaltet, dass ihr anderes Ende die Innenkante des Behandlungshohlraums 8 in
der Nähe
der zweiten Öffnung 10 nicht
erreicht.
-
Jede
der in den 7A und 7B gezeigten
Führungsplatten 12 ermöglicht das
Abführen
der Luft a durch die zweite Öffnung 10 als
Strömung
in einer Wirbelrichtung, die zur Drehrichtung des Laufrades 1 entgegengesetzt
ist.
-
Selbstverständlich ist
die vorliegende Erfindung nicht auf die oben erwähnten Ausführungsformen begrenzt und können verschiedene
Abänderungen
und Abwandlungen vorgenommen werden, ohne vom Umfang der Erfindung
abzuweichen. Obwohl sich die oben beschriebenen Ausführungsformen
nur mit den Luftschlitzen 11 und/oder den Führungsplatten 12,
die entgegengesetzt zur Drehrichtung des Laufrades 1 geneigt
sind, befassen, können
diese beispielsweise radial (0°)
angeordnet sein, so dass Luft durch die zweite Öffnung 10 als Strömung mit
einer Richtung, die keine Wirbelkomponente zur Mitte der Drehachse
aufweist, abgeführt
wird. Bei der in Gegenrichtung geneigten Anordnung der Luftschlitze 11 und/oder
Führungsplatten 12 ist
der Neigungswinkel vorzugsweise auf höchstens 70° festgelegt, weil Stabilisierungsauswirkungen
auf den Euler-Kopf auch dann, wenn der Neigungswinkel auf über 70° festgelegt
wird, unverändert
bleiben. Obwohl die oben beschriebenen Ausführungsformen nur auf einen
Zentrifugenkompressor mit einem Drosselabschnitt 7 in der
Nähe eines
Lufteinlasses 4 gerichtet sind, kann die Erfindung auch
auf einen Zentrifugenkompressor ohne Drosselabschnitt angewandt
werden.
-
Wie
vordem beschrieben worden ist, ist gemäß der Erfindung ein Verfahren
zum Erweitern eines Betriebsbereichs eines Zentrifugenkompressors vorgesehen,
wobei der Zentrifugenkompressor eine Abdeckwand, die sich vor einem äußeren Umfang
eines Laufrades erstreckt, um einen Lufteinlass zu schaffen, einen
ringförmigen
Behandlungshohlraum in der Abdeckwand sowie eine erste und eine
zweite Öffnung
in der Abdeckwand umfasst, wobei die erste Öffnung eine Verbindung zwischen
dem Behandlungshohlraum und einem laufradseitigen Abschnitt des
Lufteinlasses schafft und die zweite Öffnung eine Verbindung zwischen
dem Behandlungshohlraum und einem Abschnitt des Lufteinlasses, der
sich etwas vor dem laufradseitigen Abschnitt des Lufteinlasses befindet,
schafft, wobei während
eines Betriebs mit geringer Durchflussrate ein Teil der durch das Laufrad
angesaugten Luft durch die erste Öffnung dem Behandlungshohlraum
zugeführt
und durch die zweite Öffnung
abgeführt
wird, so dass sie zirkuliert. Das Verfahren umfasst das Abführen der
Luft, die durch die erste Öffnung
in den Behandlungshohlraum geströmt
ist, durch die zweite Öffnung
als Strömung
mit einer Richtung innerhalb eines Bereichs von einer Richtung ohne
Wirbelkomponente bis zu einer Wirbelrichtung, die zur Drehrichtung
des Laufrades entgegengesetzt ist. Außerdem ist eine Vorrichtung
zum Erweitern eines Betriebsbereichs eines Zentrifugenkompressors
vorgesehen, wobei der Zentrifugenkompressor eine Abdeckwand, die
sich vor einem äußeren Umfang
eines Laufrades erstreckt, um einen Lufteinlass zu schaffen, einen
ringförmigen Behandlungshohlraum
in der Abdeckwand sowie eine erste und eine zweite Öffnung in
der Abdeckwand umfasst, wobei die erste Öffnung eine Verbindung zwischen
dem Behandlungshohlraum und einem laufradseitigen Abschnitt des
Lufteinlasses schafft und die zweite Öffnung eine Kommunikation zwischen
dem Behandlungshohlraum und einem Abschnitt des Lufteinlasses, der
sich etwas vor dem laufradseitigen Abschnitt des Lufteinlasses befindet, schafft
und wobei während
eines Betriebs mit niedriger Durchflussrate ein Teil der durch das
Laufrad angesaugten Luft durch die erste Öffnung dem Behandlungshohlraum
zugeführt
wird und durch die zweite Öffnung
abgeführt
wird, so dass sie zirkuliert. Die Vorrichtung umfasst zahlreiche
Luftschlitze, die in der zweiten Öffnung der Abdeckwand angeordnet
sind, wobei die Anordnung der Luftschlitze in einem Bereich von
einer radialen Anordnung bis zu einer entgegengesetzt zur Drehrichtung
des Laufrades geneigten Anordnung liegt. Im Ergebnis wird die Luft, wenn
sie durch die zweite Öffnung
abgeführt
wird, durch die Luftschlitze einer Wirkung gerichteter Strömungsführung innerhalb
eines Bereichs von einer Richtung ohne Wirbelkomponente bis zu einer
Wirbelrichtung, die zur Drehrichtung des Laufrades entgegengesetzt
ist unterworfen. Dies ermöglicht
das Erreichen einer Erweiterung des Betriebsbereichs ohne Verkleinerung
des Euler-Kopfes. Anstelle der Luftschlitze in der zweiten Öffnung können mehrere Führungsplatten
in dem Behandlungshohlraum angeordnet sein, wobei eine winklige
Anordnung der Führungsplatten
in einem Bereich von einer radialen Anordnung bis zu einer entgegengesetzt
zur Drehrichtung des Laufrades geneigten Anordnung liegt. Bei dieser
alternativen Struktur kann die Luft in einem relativ weiten Bereich
des Behandlungshohlraums innerhalb eines Bereichs von einer Richtung
ohne Wirbelkomponente bis zu einer Wirbelrichtung, die zur Drehrichtung
des Laufrades entgegengesetzt ist, einer Wirkung gerichteter Strömungsführung unterworfen
werden. Im Ergebnis wird die Luft mit einer starken Richtwirkung,
die nicht auf die Drehrichtung des Laufrades ausgerichtet ist, durch
die zweite Öffnung abgeführt, wodurch
der Euler-Kopf stabilisiert wird. Alternativ können die Führungsplatten in dem Behandlungshohlraum
angeordnet sein, als ob sie sich in Gänze von ihren entsprechenden
Luftschlitzen erstrecken würden.
Bei dieser Struktur kann die zirkulierende Luft in einem Bereich
von einer Richtung ohne Wirbelkomponente bis zu einer Wirbelrichtung, die
zur Drehrichtung des Laufrades entgegengesetzt ist, der ständig durch
die Führungsplatten
und die Luftschlitze ausgeübten
Wirkung gerichteter Strömungsführung unterworfen
werden. Im Ergebnis wird die Luft durch die zweite Öffnung als
Strömung
mit einer noch stärkeren
Richtwirkung abgeführt,
wodurch der Euler-Kopf weiter stabilisiert wird.