DE102011121996B4

DE102011121996B4 - Device for operating a compressor

Info

Publication number: DE102011121996B4
Application number: DE102011121996A
Authority: DE
Inventors: Andreas Benz; Dr. Grigoriadis Panagiotis; Sven Müller
Original assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Current assignee: IAV GmbH Ingenieurgesellschaft Auto und Verkehr
Priority date: 2011-12-23
Filing date: 2011-12-23
Publication date: 2013-07-11
Anticipated expiration: 2031-12-24
Also published as: DE102011121996A1

Abstract

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Pumpgrenze eines Verdichters noch weiter positiv zu beeinflussen, als aus dem Stand der Technik vorbekannt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass zusätzlich zu einer Verringerung des Eintrittsquerschnittes des Verdichterrades die Strömung, welche dem Verdichter über einen Verdichtereinritt zufließt derart gestört wird, dass die Pumpgrenze des Verdichters noch weiter positiv beeinflusst wird.It is an object of the present invention, the pumping limit of a compressor even more positively influence, as previously known from the prior art. This object is achieved in that in addition to a reduction of the inlet cross section of the compressor wheel, the flow which flows to the compressor via a compressor inlet is disturbed such that the surge limit of the compressor is further positively influenced.

Description

Die vorliegende Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Betrieb eines Verdichters mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche.The present invention relates to an apparatus for operating a compressor with the features of the independent claims.

Wie allgemein bekannt, ist der Betrieb eines Verdichters in Bereichen kritisch, in denen nur ein geringer Massenstrom gefördert wird, jedoch eine vergleichsweise große Druckdifferenz zwischen Verdichteraustritt und Verdichtereintritt vorliegt, Zur positiven Beeinflussung dieser so genannten Pumpgrenze eines Verdichters ist es beispielsweise aus der DE10250302B4 vorbekannt, einen Drallerzeuger im Bereich des Verdichtereintritts anzuordnen. Zu dem gleichen Zweck ist es aus der DE19955510C1 weiterhin vorbekannt, bei einem Verdichter Leitschaufeln im Bereich des Verdichtereintritts anzuordnen, die jeweils um eine radiale Achse schwenkbar gelagert sind und durch die einströmende Luft entgegen der Kraft eines Drehfederelements verstellt werden können. Gemäß der DE4027174A1 ist eine Einrichtung zur Kennfeldstabilisierung eines Verdichters vorbekannt, wobei ein Zirkulationsraum vorgesehen ist, der einen Druckausgleich zwischen Laufrad und Einlassbereich ermöglicht. Der Einlassbereich enthält einen Einlaufring, der es erlaubt, die Strömung im Eintrittsbereich so zu beeinflussen, dass eine Kennfeldstabilisierung ohne wesentliche Verluste verwirklicht wird. Durch Änderung des Einlaufrings kann der Verdichter auf spezifische Anforderungen abgestimmt werden.As is generally known, the operation of a compressor is critical in areas in which only a small mass flow is promoted, but a comparatively large pressure difference between the compressor outlet and compressor inlet is present, To positively influence this so-called surge limit of a compressor, it is for example from DE10250302B4 previously known to arrange a swirl generator in the region of the compressor inlet. For the same purpose it is from the DE19955510C1 Furthermore, it is previously known to arrange guide vanes in the region of the compressor inlet in the case of a compressor, which are each pivotably mounted about a radial axis and can be displaced by the inflowing air against the force of a torsion spring element. According to the DE4027174A1 a device for map stabilization of a compressor is previously known, wherein a circulation space is provided, which allows a pressure equalization between the impeller and inlet area. The inlet region contains an inlet ring, which allows the flow in the inlet region to be influenced in such a way that a map stabilization is realized without significant losses. By changing the inlet ring, the compressor can be tuned to specific requirements.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2008 052 256 A1 ist ein Verdichter bekannt, der an seinem Ansaugstutzen ein schaltbares Element aufweist, welches Teilbereiche des Verdichtereintritts vor dem Verdichterrad von der anströmenden Luft abschirmt. Zusätzliche in Strömungsrichtung der Luft angeordnete Leitelemente sind nicht vorgesehen.From the German patent application DE 10 2008 052 256 A1 a compressor is known, which has a switchable element at its intake, which shields portions of the compressor inlet in front of the compressor from the incoming air. Additional guide elements arranged in the flow direction of the air are not provided.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 019 896 A1 ist eine Drallerzeugungseinrichtung für einen Verdichtereinlass bekannt, bei welcher verstellbare Leitschaufeln einen einstellbaren Drall erzeugen.From the German patent application DE 10 2005 019 896 A1 For example, a swirl generator for a compressor inlet is known in which variable vanes generate an adjustable swirl.

Aus der deutschen Patentanmeldung DE 10 2005 045 194 A1 ist eine verstellbare Leiteinrichtung bekannt, welche am Verdichtereintritt vor einem Drall erzeugenden Element angeordnet ist. Die Leiteinrichtung ist so gestaltet, dass sie den Einlass des Drall erzeugenden Elementes einstellbar verdecken bzw. freigeben kann. Zusätzliche Dralldüsen am Drallerzeugenden Element sind durch die verstellbare Leiteinrichtung freigebbar.From the German patent application DE 10 2005 045 194 A1 an adjustable guide is known, which is arranged at the compressor inlet in front of a swirl-generating element. The guide is designed so that it can cover the inlet of the spin-generating element adjustable or release. Additional swirl nozzles on the swirl-generating element are releasable by the adjustable guide.

Die deutsche Offenlegungsschrift DE 37 07 723 A1 beschreibt einen schwenkbaren Flügel, welcher vor einem Rotor einer Strömungsmaschine, die ein Abgasturbolader sein kann, angeordnet ist. Der Flügel ist dabei um eine senkrecht zur Strömunsrichtung liegende Achse schwenkbar und erzeugt einen einstellbaren Drall vor dem Rotor der Strömungsmaschine.The German patent application DE 37 07 723 A1 describes a pivotable wing, which is arranged in front of a rotor of a turbomachine, which may be an exhaust gas turbocharger. The wing is pivotable about an axis perpendicular to Strömunsrichtung axis and generates an adjustable swirl in front of the rotor of the turbomachine.

Es ist Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Pumpgrenze eines Verdichters noch weiter positiv zu beeinflussen, als aus dem Stand der Technik vorbekannt. Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch Vorrichtungen mit den Merkmalen der unabhängigen Patentansprüche gelöst. Die sich durch diese Vorrichtungen ergebenden Vorteile sowie weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der vorliegenden Erfindung sind dem nachfolgenden Ausführungsbeispiel sowie den abhängigen Patentansprüchen zu entnehmen.It is an object of the present invention, the pumping limit of a compressor even more positively influence, as previously known from the prior art. This object is achieved by devices with the features of the independent claims. The resulting from these devices advantages and further advantageous embodiments of the present invention can be taken from the following embodiment and the dependent claims.

Hierbei zeigen:Hereby show:

1 bis 4a: schematische Darstellungen von Details der erfindungsgemäßen Vorrichtung. 1 to 4a : schematic representations of details of the device according to the invention.

Wie in 1 in einem Schnitt schematisch gezeigt, umfasst ein Verdichter einen Verdichtereintritt 1, einen Verdichteraustritt 2 sowie ein Verdichterrad 3. Der Verdichter gemäß 1 ist beispielsweise Bestandteil eines bekannten Abgasturboladers zur Aufladung einer Verbrennungskraftmaschine. Der Verdichter kann sowohl als Axial-, als auch Radialverdichter ausgeführt sein. Das Verdichterrad 3 weist einen bestimmten Eintrittsquerschnitt A auf, wie in 1a gezeigt. An dem inneren Umfang des Verdichtereintrittes 1 bzw. im nicht weiter bezeichneten Gehäuse des Verdichters stromauf des Verdichterrades 3 ist zur Beeinflussung des Eintrittsquerschnittes A des Verdichterrades 3 ein Element 4 angeordnet, wie in 1b gezeigt. Das Element kann natürlich auch in einer Leitung angeordnet sein, die stromauf des Verdichtereintritts 1 angeordnet ist. Das Element 4 weist einen ersten Strömungsquerschnitt A1 und einen zweiten Strömungsquerschnitt A2 auf. Der erste Strömungsquerschnitt A1 ist in einem bestimmten Abstand stromaufwärts des zweiten Strömungsquerschnittes A2 angeordnet. Wie weiterhin in 1b gezeigt, ist das Element 4 derart flexibel gestaltet, dass der zweite Strömungsquerschnitt A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 verkleinert werden kann, so dass der Eintrittsquerschnitt A des Verdichterrades 3 verringert wird. Durch die Verringerung des Ein strittsquerschnitts A des Verdichterrades 3 wird die wirksame maximale Umfangsgeschwindigkeit der auf die Vorderkanten des Verdichterrades 3 auftreffenden Gasteil chen reduziert, so dass Ablösungserscheinungen zwischen den Schaufeln des Verdichterrades 3 vermindert werden und infolgedessen die so genannte Pumpgrenze des Verdichters positiv beeinflusst wird. Das Element 4 kann beispielsweise aus einem elastischen Werkstoff hergestellt sein. Die Verkleinerung des zweiten Strömungsquerschnittes A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 kann zum Beispiel dadurch erfolgen, dass zwischen dem Außenumfang des Elementes 4 und dem Innenumfang des Verdichtereintrittes 1 ein elastischer ringförmiger Hohlkörper H angeordnet wird, welcher z. B. mit einem gasförmigen Medium, wie Luft gefüllt wird, so dass das gegenüber des Verdichtereintritts 1 elastische Material des Elementes 4 nachgibt und der zweite Strömungsquerschnitt A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 verkleinert wird, wie in 1c gezeigt. In 2a ist das Element 4 geschnitten gezeigt in einer Ansicht von der Seite, wobei der erste Strömungsquerschnitt A1 und der zweite Strömungsquerschnitt A2 zunächst gleich groß sind, also keine Beeinflussung der Pumpgrenze des Verdichters erfolgen soll, beispielsweise dann, wenn über den Verdichter ein vergleichsweise großer Massen strom gefordert wird und nur eine vergleichsweise geringe Druckdifferenz zwischen Verdichteraustritt 3 und Verdichtereintritt 1 vorliegt. Gemäß 2a sind erfindungsgemäß am Innenumfang D des Elementes 4 vier Strömungsleitelemente 5 in einem konstanten Winkelabstand von 90 Grad angeordnet, so dass zusätzlich zu der Verringerung des Eintrittsquerschnittes A des Verdichterrades 3 durch eine Verkleinerung des zweiten Strömungsquerschnittes A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 die Strömung, welche dem Verdichter über den Verdichtereinritt 1 und über das Element 4 zufließt, derart gestört werden kann, dass die Pumpgrenze des Verdichters noch weiter positiv beeinflusst wird. Die Strömungsleitelemente 5 erstrecken sich erfindungsgemäß entlang der Richtung der Strömung verlaufenden Achse S am Innenumfang D des Elementes 4, so dass die Strömungsleitelemente 5 vor allem dann nicht die Strömung stören, wenn der erste Strömungsquerschnitt A1 und der zweite Strömungsquerschnitt A2 übereinstimmen oder nahezu übereinstimmen und die Pumpgrenze des Verdichters nicht beeinflusst werden soll, also insbesondere ein großer Massenstrom über den Verdichter fließt. Wie in 2aa in einer Ansicht auf den ersten Strömungsquerschnitt A1 gezeigt, sind die an dem Innenumfang D des Elementes 4 angeordneten Strömungsleitelemente 5 in Form von Erhebungen ausgeführt. Die Erhebungen sind insbesondere entlang der Längserstreckung des Elementes 4 geradlinig ausgeführt, wobei die Erhebungen dann in dem Randbereich der Strömung, welche dem Verdichter über den Verdichtereinritt 1 und über das Element 4 zufließt, eine gewünschte Störung der Strömung erzeugen, wenn der zweite Strömungsquerschnitt A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 verkleinert wird. Bevorzugt wird dazu das Element 4 um die Achse seiner Längserstreckung, also um die in Richtung der Strömung verlaufende Achse S, gedreht, wobei insbesondere das Ende des Elementes 4 in dem Bereich des ersten Strömungsquerschnittes A1 mit dem Verdichtereintritt 1 drehfest gekoppelt ist, so dass durch die Drehung der zweite Strömungsquerschnitt A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 verkleinert wird und die Strömungsleitelemente 5 so verdreht werden, dass der Strömung ein Drall aufgeprägt wird, siehe 2b, welche das Element 4 in Richtung der Strömung entlang der Strömungsachse S zeigt und der zweite Strömungsquerschnitt A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 verkleinert ist. Anders formuliert werden auf diese Weise die Enden der Strömungsleitelemente 5 im Bereich des zweiten Strömungsquerschnittes A2 gegenüber den Enden der Strömungsleitelemente 5 im Bereich des ersten Strömungsquerschnittes A1 um einen bestimmten Winkel verdreht, so dass, wie in 2b gezeigt, die Flanken F der Strömungsleitelemente 5 sichtbar werden. Gemäß der Vorrichtung nach 2a bis 2b wird folglich sowohl eine Verringerung des zweiten Strömungsquerschnittes A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 erreicht und durch die dann in einem Winkel zu der Strömungsrichtung entlang der Strömungsachse S stehenden Flanken F der Strömungsleitelemente 5 erfolgt eine gezielte Störung der Strömung bzw. die Aufprägung eines Dralls auf die Strömung, Erfindungsgemäß ist es auch möglich, ein Einschnüren des Elementes 4 im Bereich des zweiten Strömungsquerschnittes A2, z. B. mittels eines elastischen ringförmigen Hohlkörpers H gemäß der Beschreibung zu 1c in Verbindung mit einer Drehung des Elementes 4 um die in Richtung der Strömung verlaufende Strömungsachse S auszuführen, wobei wieder das Ende des Elementes 4 in dem Bereich des ersten Strömungsquerschnittes A1 mit dem Verdichtereintritt 1 drehfest gekoppelt ist. Die Strömungsleitelemente 5 gemäß den 2a bis 2b können in einer Ausführung in den Innenumfang D des Elementes 4 auch eingeprägt bzw. ausgenommen sein, d. h. als Nuten oder Vertiefungen ausgeführt sein.As in 1 Shown schematically in a section, a compressor comprises a compressor inlet 1 , a compressor outlet 2 and a compressor wheel 3 , The compressor according to 1 is for example part of a known exhaust gas turbocharger for charging an internal combustion engine. The compressor can be designed as axial as well as radial compressor. The compressor wheel 3 has a certain inlet cross-section A, as in 1a shown. At the inner periphery of the compressor inlet 1 or in the not further designated housing of the compressor upstream of the compressor wheel 3 is to influence the inlet cross-section A of the compressor wheel 3 an element 4 arranged as in 1b shown. Of course, the element can also be arranged in a line which is upstream of the compressor inlet 1 is arranged. The element 4 has a first flow cross section A1 and a second flow cross section A2. The first flow cross section A1 is arranged at a specific distance upstream of the second flow cross section A2. As continues in 1b shown is the element 4 designed so flexible that the second flow cross-section A2 relative to the first flow cross-section A1 can be reduced, so that the inlet cross-section A of the compressor wheel 3 is reduced. By reducing the A cross-section A of the compressor wheel 3 is the effective maximum peripheral speed of the leading edges of the compressor wheel 3 impinging gas part chen reduced, so that separation phenomena between the blades of the compressor wheel 3 be reduced and, as a result, the so-called surge limit of the compressor is positively influenced. The element 4 may be made of an elastic material, for example. The Reduction of the second flow cross-section A2 with respect to the first flow cross-section A1 can, for example, take place by virtue of the fact that between the outer circumference of the element 4 and the inner circumference of the compressor inlet 1 an elastic annular hollow body H is arranged, which z. B. with a gaseous medium, such as air is filled, so that the opposite to the compressor inlet 1 elastic material of the element 4 yields and the second flow cross-section A2 is reduced compared to the first flow cross-section A1, as in 1c shown. In 2a is the element 4 shown in a view from the side, wherein the first flow cross-section A1 and the second flow cross-section A2 are initially the same size, so no influence on the surge limit of the compressor should take place, for example, if the compressor, a comparatively large mass flow is required and only a comparatively small pressure difference between the compressor outlet 3 and compressor entry 1 is present. According to 2a are according to the invention on the inner circumference D of the element 4 four flow guides 5 arranged at a constant angular distance of 90 degrees, so that in addition to the reduction of the inlet cross-section A of the compressor wheel 3 by a reduction of the second flow cross-section A2 with respect to the first flow cross-section A1, the flow which flows through the compressor via the compressor 1 and about the element 4 flows, can be disturbed such that the surge limit of the compressor is further influenced positively. The flow guide elements 5 according to the invention extend along the direction of the flow axis S on the inner circumference D of the element 4 so that the flow guide elements 5 especially not disturb the flow when the first flow cross-section A1 and the second flow cross-section A2 match or almost coincide and the pumping limit of the compressor should not be affected, so in particular a large mass flow flows through the compressor. As in 2aa shown in a view of the first flow cross-section A1, which are on the inner circumference D of the element 4 arranged flow guide 5 executed in the form of surveys. The elevations are in particular along the longitudinal extent of the element 4 rectilinear, with the bumps then in the edge region of the flow entering the compressor via the compressor 1 and about the element 4 flows, generating a desired disturbance of the flow, when the second flow cross-section A2 is reduced compared to the first flow cross-section A1. Preference is given to the element 4 about the axis of its longitudinal extent, that is, about the axis S extending in the direction of the flow, in particular the end of the element 4 in the region of the first flow cross-section A1 with the compressor inlet 1 is rotatably coupled, so that is reduced by the rotation of the second flow cross-section A2 with respect to the first flow cross-section A1 and the flow guide 5 be twisted so that the flow is imparted a twist, see 2 B which is the element 4 in the direction of the flow along the flow axis S and the second flow cross-section A2 is reduced compared to the first flow cross-section A1. In other words, the ends of the flow guide elements are formulated in this way 5 in the region of the second flow cross-section A2 with respect to the ends of the flow guide elements 5 rotated in the region of the first flow cross-section A1 by a certain angle, so that, as in 2 B shown, the flanks F of the flow guide 5 become visible. According to the device according to 2a to 2 B Consequently, both a reduction of the second flow cross-section A2 with respect to the first flow cross-section A1 is achieved and by the flanks F of the flow guide elements, which are then at an angle to the flow direction along the flow axis S 5 a targeted disturbance of the flow or the impingement of a twist on the flow, according to the invention it is also possible a constriction of the element 4 in the region of the second flow cross-section A2, z. B. by means of an elastic annular hollow body H according to the description 1c in connection with a rotation of the element 4 to perform the running in the direction of the flow flow axis S, wherein again the end of the element 4 in the region of the first flow cross-section A1 with the compressor inlet 1 rotatably coupled. The flow guide elements 5 according to the 2a to 2 B can in one embodiment in the inner circumference D of the element 4 be embossed or excluded, ie be designed as grooves or depressions.

In einer weiteren Ausführung kann das Element 4 aus einer Vielzahl von Lamellen 6 aufgebaut sein, die um die Strömungsachse S angeordnet sind, wie in 3 gezeigt, wobei die Lamellen 6 von einem Ring 7 und einem Ring 8 umfasst werden und an den Lamellen 6 an deren, in 3 zunächst nicht sichtbaren, Innenseite 10 Strömungsleitelemente 5 angeordnet sind. Der Ring 7 ist drehfest mit dem Verdichtereintritt 1, d. h. dem Gehäuse des Verdichters oder mit der stromauf des Verdichters angeordneten und mit dem Verdichtereintritt 1 verbundenen nicht gezeigten Leitung verbunden. In 3 ist allerdings nicht dargestellt, dass die Lamellen 6 einen bestimmten Abstand 9 zueinander aufweisen, was jedoch in der 3a gezeigt ist. Gemäß 3a ist das Element 4 in Richtung der Strömung entlang der Strömungsachse S darstellt und der zweite Strömungsquerschnitt A2 ist gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 zunächst nicht verkleinert und der zweite Strömungsquerschnitt A2 liegt im Vordergrund. Insbesondere ist der Abstand 9 im Bereich des zweiten Strömungsquerschnittes A2 gegenüber dem Abstand 9 im Bereich des ersten Strömungsquerschnittes A1 größer, so dass sich jeweils ein V-förmiger Spalt zwischen den einzelnen Lamellen 6 über deren Längserstreckung ergibt, was allerdings in den Figuren nicht gezeigt ist. An dem in 3a im Vordergrund liegenden Ring 8 sind an dessen Innenumfang Mitnehmer 11 angeordnet, welche dazu dienen, dass wenn der Ring 8 relativ zu den Lamellen 6 um die Strömungsachse S gedreht wird, die Lamellen 6 zusammengedrückt werden, so dass der Abstand 9 verringert oder sogar aufgehoben wird sowie der zweite Strömungsquerschnitt A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 verkleinert wird, wie in 3b gezeigt. Dadurch, dass dabei nur der Ring 8 und nicht der Ring 7 verdreht wird und die Lamellen 6 an dem Ring 7 in einer bestimmten Position fixiert sind, sind die Enden der Strömungsleitelemente 5 auf der Seite des zweiten Strömungsquerschnittes A2 gegenüber den Enden der Strömungsleitelemente 5 auf der Seite des ersten Strömungsquerschnittes A1 um einen bestimmten Winkel verdreht, so dass, wie in 3b gezeigt, die Flanken F der Strömungsleitelemente 5 sichtbar werden. Gemäß der Vorrichtung nach 3a und 3b wird folglich sowohl eine Verringerung des zweiten Strömungsquerschnittes A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 erreicht und durch die dann in einem Winkel zu der Strömungsrichtung entlang der Strömungsachse S stehenden Flanken F der Strömungsleitelemente 5 erfolgt eine gezielte Störung der Strömung bzw. die Aufprägung eines Dralls auf die Strömung. D. h. es erfolgt erfindungsgemäß vorteilhaft eine Kombination des positiven Effektes auf die Pumpgrenze des Verdichters, der durch eine Verringerung des Strömungsquerschnittes A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 bedingt ist mit dem positiven Effekt auf die Pumpgrenze des Verdichters, der sich aus einer auf gewisse Weise und Grö- ße gestörten Strömung am Eintritt des zu fördernden Mediums am Eintrittsquerschnitt A des Verdichterrades 3 ergibt, Erfindungsgemäß können natürlich auch alternativ oder ergänzend zu dem vorgenannten Prinzip gemäß 3 bis 3b Strömungsleitelemente 5 in Form von Einprägungen bzw. Ausnehmungen, d. h. Nuten oder Vertiefungen an den Lamellen 6 am Innenumfang D des Elementes 4 angeordnet sein, um eine gezielte Störung der Strömung und somit eine positive Beeinflussung der Pumpgrenze des Verdichters zu erreichen.In a further embodiment, the element 4 from a variety of slats 6 be constructed, which are arranged around the flow axis S, as in 3 shown, with the slats 6 from a ring 7 and a ring 8th are included and on the slats 6 at their, in 3 initially not visible, inside 10 flow guide 5 are arranged. The ring 7 is non-rotatable with the compressor inlet 1 that is, the housing of the compressor or arranged with the upstream of the compressor and with the compressor inlet 1 connected not shown line. In 3 However, it does not show that the slats 6 a certain distance 9 have to each other, but what in the 3a is shown. According to 3a is the element 4 in the direction of the flow along the flow axis S and the second flow cross-section A2 is initially not reduced compared to the first flow cross-section A1 and the second flow cross-section A2 is in the foreground. In particular, the distance 9 in the region of the second flow cross-section A2 with respect to the distance 9 in the region of the first flow cross section A1 larger, so that in each case a V-shaped gap between the individual slats 6 on the longitudinal extent results, but this is not shown in the figures. At the in 3a ring lying in the foreground 8th are on the inner circumference driver 11 arranged, which serve that if the ring 8th relative to the slats 6 is rotated about the flow axis S, the fins 6 be compressed so that the distance 9 is reduced or even canceled and the second flow cross-section A2 is reduced compared to the first flow cross-section A1, as in 3b shown. Because that's just the ring 8th and not the ring 7 is twisted and the slats 6 on the ring 7 are fixed in a certain position, the ends of the flow guide elements 5 on the side of the second flow cross-section A2 opposite the ends of the flow guide elements 5 rotated on the side of the first flow cross-section A1 by a certain angle, so that, as in 3b shown, the flanks F of the flow guide 5 become visible. According to the device according to 3a and 3b Consequently, both a reduction of the second flow cross-section A2 with respect to the first flow cross-section A1 is achieved and by the flanks F of the flow guide elements, which are then at an angle to the flow direction along the flow axis S 5 there is a targeted disturbance of the flow or the imposition of a twist on the flow. Ie. Advantageously, according to the invention, a combination of the positive effect on the pumping limit of the compressor, which is due to a reduction in the flow cross-section A2 in relation to the first flow cross-section A1, has the positive effect on the surge limit of the compressor, which results from a certain manner and size disturbed flow at the inlet of the medium to be pumped at the inlet cross section A of the compressor wheel 3 results, according to the invention can of course also alternatively or in addition to the aforementioned principle according to 3 to 3b flow guide 5 in the form of indentations or recesses, ie grooves or depressions on the slats 6 on the inner circumference D of the element 4 be arranged to achieve a targeted disturbance of the flow and thus a positive influence on the surge limit of the compressor.

In einer noch weiteren Ausführung sind an den Lamellen 6, gemäß den 3, 3a und 3b, keine Strömungsleitelemente 5 angebracht, sondern die Strömungsleitelemente 5 werden erfindungsgemäß durch die Lamellen 6 selbst gebildet. Das kann, wie in 4 gezeigt, dadurch erreicht werden, dass die Mitnehmer 11 so geformt sind, dass bei einer Verdrehung des Ringes 8 gegenüber dem weiteren Ring 7 eine Verkleinerung des Strömungsquerschnittes A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 und zusätzlich eine Verdrehung der Lamellen 6 entlang ihre Längserstreckung erfolgt, so dass sich die Lamellen 6, die an dem Ring 7 in einer bestimmten Position fixiert sind und der Ring 7 gegenüber dem Verdichtereintritt 1 verdrehfest ist, in sich verdrehen oder verdrillen und dadurch Flanken F gebildet werden, so dass eine Störung der Strömung bzw. das Aufprägen eines Dralls auf die Strömung erfolgt. Die Mitnehmer 11 sind dazu z. B. derart rampenförmig ausgeführt, wie in 4 gezeigt, dass durch Drehung des Ringes 8 die am Ring 7 festgehaltenen Lamellen 6 zunächst auf den relativ flachen Teil des Mitnehmers 11 auflaufen und ein einseiti- ges Abheben der jeweiligen Lamelle 6 auf der Seite der Lamelle 6, die bei Drehung des Ringes 8 zuerst in Kontakt mit dem jeweiligen Mitnehmer 11 tritt, von der Innenwand der Verdichtereintritts 1 bzw. dem Ring 8 erfolgt und zunächst nur eine geringe Verkleinerung des Strömungsquerschnittes A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 auftritt, wohl aber eine Ausbildung von Strömungsleitelementen 5 durch das einseitige Abheben der jeweiligen Lamelle 6 auf der Seite der Lamelle 6 von der Innenwand des Verdichtereintritts 1 bzw. von dem Ring S. Wird der Ring 8 weitergedreht, wie in 4a gezeigt, dann wird sowohl die Seite der Lamelle 6, die bei Drehung des Ringes 8 zuerst in Kontakt mit dem jeweiligen Mitnehmer 11 tritt, als auch die gegenüberliegende Seite der Lamelle 6 von der Innenwand des Verdichtereintritts 1 abgehoben. Jedoch ergibt sich durch die Rampenform der Mitnehmer 11 gemäß der 4a ein ungleichmäßiges Abheben der Lamellen 6 von dem Ring 8 bzw. der Innenwand des Verdichtereintritts 1, so dass eben die gekoppelte Bildung von Strömungselementen 5 durch die Lamellen 6 und die Verkleinerung des zweiten Strömungsquerschnittes A2 gegenüber dem ersten Strömungsquerschnitt A1 ergibt.In yet another embodiment are on the slats 6 , according to the 3 . 3a and 3b , no flow control elements 5 attached, but the flow guide 5 are inventively by the slats 6 self-educated. That can, as in 4 shown to be achieved by the drivers 11 are shaped so that at a rotation of the ring 8th opposite the other ring 7 a reduction of the flow cross-section A2 with respect to the first flow cross-section A1 and in addition a rotation of the slats 6 along its longitudinal extent, so that the lamellae 6 on the ring 7 are fixed in a certain position and the ring 7 opposite the compressor inlet 1 is rotationally fixed, twisting or twisting and thereby flanks F are formed, so that a disturbance of the flow or the imposition of a twist on the flow takes place. The drivers 11 are z. B. executed as ramped, as in 4 shown by rotation of the ring 8th the at the ring 7 held lamellae 6 first on the relatively flat part of the driver 11 run up and one-sided lifting of the respective slat 6 on the side of the lamella 6 when turning the ring 8th first in contact with the respective driver 11 occurs from the inner wall of the compressor inlet 1 or the ring 8th takes place and initially only a small reduction of the flow cross-section A2 with respect to the first flow cross-section A1 occurs, but a formation of flow guide 5 by the unilateral lifting of the respective lamella 6 on the side of the lamella 6 from the inner wall of the compressor inlet 1 or from the ring S. Will the ring 8th further rotated, as in 4a shown, then both the side of the slat 6 when turning the ring 8th first in contact with the respective driver 11 occurs, as well as the opposite side of the slat 6 from the inner wall of the compressor inlet 1 lifted. However, results from the ramp shape of the driver 11 according to the 4a an uneven lifting of the slats 6 from the ring 8th or the inner wall of the compressor inlet 1 , so that just the coupled formation of flow elements 5 through the slats 6 and the reduction of the second flow cross-section A2 relative to the first flow cross-section A1 results.

Claims

Device for operating a compressor with a compressor inlet ( 1 ), a compressor outlet ( 2 ) and a compressor wheel ( 3 ), with a gas between the compressor inlet ( 1 ) and the compressor wheel ( 3 ) flows along a flow axis (S), wherein in the region of the compressor inlet ( 1 ) along the flow axis (S) an element ( 4 ), the element ( 4 ) has a first flow cross section (A1) and a second flow cross section (A2), wherein the first flow cross section (A1) is arranged at a distance upstream of the second flow cross section (A2), wherein flow guide elements ( 5 ) on the inner circumference (D) of the element ( 4 ) are arranged, wherein the flow guide elements ( 5 ) in the direction of the flowing gas along the flow axis (S), wherein the second flow cross-section (A2) can be reduced in size compared with the first flow cross-section (A1), wherein the flow guide elements ( 5 ) so with the element ( 4 ) are coupled with a reduction of the second flow cross section (A2) with respect to the first flow cross section (A1), the flow guide elements ( 5 ) no longer in the direction of the flowing gas along the flow axis (S).

Device according to claim 1, wherein the element ( 4 ) consists of an elastic material and for reducing the second flow cross section (A2) with respect to the first flow cross section (A1) the element ( 4 ) is constricted in the region of the second flow cross-section (A).

Device according to claim 1, wherein the element ( 4 ) consists of an elastic material and for reducing the second flow cross section (A2) with respect to the first flow cross section (A1) the element ( 4 ) is constricted in the region of the second flow cross-section (A2) and in addition the element ( 4 ) is rotated about the flow axis (S), wherein the element ( 4 ) in the region of the first flow cross-section (A1) with the compressor inlet ( 1 ) is rotatably coupled.

Device according to claim 1, wherein the element ( 4 ) consists of an elastic material and for reducing the second flow cross section (A2) with respect to the first flow cross section (A1) the element ( 4 ) is rotated about the flow axis (S), wherein the element ( 4 ) in the region of the first flow cross-section (A1) with the compressor inlet ( 1 ) rotatably coupled,

Device according to claim 1 to 4, wherein the flow guide elements ( 5 ) Bumps or recesses on the inner circumference (D) of the element ( 4 ) are.

Device for operating a compressor with a housing, a compressor inlet ( 1 ), a compressor outlet ( 2 ) and a compressor wheel ( 3 ), with a gas between the compressor inlet ( 1 ) and the compressor wheel ( 3 ) flows along a flow axis (S), wherein in the region of the compressor inlet ( 1 ) along the flow axis ( 8th ) an element ( 4 ), the element ( 4 ) has a first flow cross section (A1) and a second flow cross section (A2), wherein the first flow cross section (A1) is arranged at a distance upstream of the second flow cross section (A2), wherein the element ( 4 ) of a plurality of lamellae ( 6 ), wherein on the inside ( 10 ) of the slats ( 6 ) Flow guide elements ( 5 ) are arranged, wherein the flow guide elements ( 5 ) in the direction of the flowing gas along the flow axis (S), wherein the fins ( 6 ) are arranged in the region of the first flow cross-section (A1) in a rotationally fixed manner relative to the housing of the compressor, the lamellae ( 6 ) in the region of the second flow cross-section (A2) with a ring ( 8th ) are operatively connected in such a way that by a rotation of the ring ( 8th ) about the flow axis (S) of the second flow cross-section (A2) with respect to the first flow cross-section (A1) is reduced in size and the ends of the flow guide elements ( 5 ) in the region of the second flow cross-section (A2) with respect to the ends of the flow guide elements ( 5 ) in the region of the first flow cross-section (A2) are rotated by a certain angle, so that the flow guide elements ( 5 ) no longer in the direction of the flowing gas along the flow axis ( 8th ),

Device for operating a compressor with a compressor inlet ( 1 ), a compressor outlet ( 2 ) and a compressor wheel ( 3 ), with a gas between the compressor inlet ( 1 ) and the compressor wheel ( 3 ) flows along a flow axis (S), wherein in the region of the compressor inlet ( 1 ) along the flow axis (S) an element ( 4 ), the element ( 4 ) has a first flow cross section (A1) and a second flow cross section (A2), wherein the first flow cross section (A1) is arranged at a distance upstream of the second flow cross section (A2), wherein the element ( 4 ) of a plurality of lamellae ( 6 ), wherein on the inside ( 10 ) of the slats ( 6 ) Flow guide elements 5 are arranged, wherein the flow guide elements ( 5 ) in the direction of the flowing gas along the flow axis (S), wherein the fins ( 6 ) are arranged in the region of the first flow cross-section (A1) in a rotationally fixed manner relative to the housing of the compressor, the lamellae ( 6 ) in the region of the second flow cross-section (A2) with a ring ( 8th ) are operatively connected in such a way that by a rotation of the ring ( 8th ) is reducible around the flow axis (S) of the second flow cross-section (A2) relative to the first flow cross-section (A1) and thereby flow guide elements ( 5 ) by means of the lamellae ( 6 ) are formed by the rotation of the ring ( 8th ) about the flow axis (S) the individual lamellae ( 6 ) are twisted along their longitudinal extent, so that the flow guide elements ( 5 ) no longer in the direction of the flowing gas along the flow axis (S).

Device according to claim 7, wherein on the inner circumference of the ring ( 8th ) Driver ( 11 ) are arranged with a ramp shape, wherein by the rotation of the ring ( 8th ) about the flow axis (S) the individual lamellae ( 6 ) on the drivers ( 11 ) and by the ramp shape of the driver ( 11 ) the slats ( 6 ) opposite the ring ( 8th ) take off unevenly,

Device according to claim 6 or 7, wherein the lamellae ( 6 ) are arranged in the region of the first flow cross-section (A1) in a rotationally fixed manner relative to the housing of the compressor in such a way that the lamellae ( 6 ) of another ring ( 7 ) and with the further ring ( 7 ) are rotatably connected and the further ring ( 7 ) is arranged rotationally fixed relative to the housing of the compressor.