DE202004019506U1

DE202004019506U1 - Side Channel Blowers

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Publication number: DE202004019506U1
Application number: DE202004019506U
Authority: DE
Original assignee: Nash Elmo Industries GmbH
Current assignee: Gardner Denver Elmo Technology GmbH
Priority date: 2004-12-17
Filing date: 2004-12-17
Publication date: 2006-04-20
Anticipated expiration: 2014-12-18
Also published as: DE602005016515D1; ATE442527T1; EP1672222B1; EP1672222A3; EP1672222A2

Abstract

In order to guarantee a high degree of efficiency, even with different speeds, a lateral channel (2, 2A, 2B) with an elliptical cross-sectional surface is provided, which tapers from an aspiration side through to a pressure side. Here, the elliptical cross-sectional geometry is formed by a supporting ring (18) of an impeller (12) and by an inside wall area (28) of a casing (6, 8). The supporting ring (18) and the inside wall area (28) enclose the lateral channel (2) almost fully, the elliptically curved wall areas passing homogeneously into each other.

Description

Die Erfindung betrifft einen Seitenkanalverdichter.The The invention relates to a side channel compressor.

Bei einem Seitenkanalverdichter oder auch Gasringverdichter wird ein zu verdichtendes Gas in mindestens einem ringartigen Seitenkanal mittels eines rotierenden und von einem Antriebsaggregat angetriebenen Laufrads in eine schraubenlinienförmige Bewegung versetzt und dabei von einem Ansaugstutzen zu einem Druckstutzen verdichtet. Das am Ansaugstutzen angesaugte Gas wird aufgrund des im Seitenkanal rotierenden Laufrads mitgerissen, dabei in die schraubenlinienförmige Bewegung in Umfangsrichtung versetzt und nach annähernd 360° wieder über den Druckstutzen ausgestoßen. Der Seitenkanalverdichter kann sowohl als Kompressor als auch als Vakuumpumpe eingesetzt werden. Der Seitenkanalverdichter ist aufgrund seines einfachen Verdichtungsprinzips sehr robust und wird vorzugsweise für solche Anwendungen eingesetzt, bei denen es auf hohe Volumenströme des Gases ankommt. Besondere Vorteile des Seitenkanalverdichters sind seine Wartungsfreiheit, die ölfreie Verdichtung, ein niedriges Geräusch und seine hohe Lebensdauer.at a side channel compressor or gas ring compressor is a gas to be compressed in at least one annular side channel by means of a rotating and driven by a drive unit Impeller is placed in a helical motion and thereby compressed from an intake manifold to a discharge port. The sucked on the intake manifold gas is due to the side channel rotating impeller entrained, while in the helical movement in Offset circumferentially and ejected after approximately 360 ° again over the discharge nozzle. Of the Side channel blower can be used both as a compressor and as a vacuum pump be used. The side channel blower is due to its simple compression principle very robust and is preferred for such Applications are used where there are high gas flow rates arrives. Special advantages of the side channel blower are its Maintenance-free, the oil-free Compaction, a low noise and its long life.

Bei einigen Bauformen des Seitenkanalverdichters sind die einzelnen Laufradschaufeln an drei Seiten zum Seitenkanal hin offen. Im Vergleich zu Bauformen mit „geschlossenen" Laufrädern, bei denen die Laufschaufeln nur an ihren beiden gegenüberliegenden Axialseiten zum Seitenkanal hin offen sind, werden nur geringere Wirkungsgrade erreicht. Allerdings sind „geschlossene" Laufräder für Flusen und Staub anfällig und zudem sinkt deren Wirkungsgrad mit steigender Umfangsgeschwindigkeit. Darüber hinaus ist bei den geschlossenen Bauformen bei vielen Anwendungen erforderlich, dass Vorfilter für Staub und Flusen eingesetzt werden, die zu einem zusätzlichen Druckverlust und somit zu einer zusätzlichen Wirkungsgradverschlechterung führen. Insbesondere bei Seitenkanal verdichtern, deren Umfangsgeschwindigkeit geregelt wird, werden gegenwärtig die geringeren Wirkungsgrade bei höheren Umlaufdrehzahlen in Kauf genommen.at some designs of the side channel blower are the individual Impeller blades open on three sides to the side channel. Compared to designs with "closed" wheels, at which the blades only at their two opposite Axial sides are open to the side channel, only smaller Achieved efficiencies. However, "closed" wheels are for lint and Dust prone and their efficiency also decreases with increasing peripheral speed. About that In addition, in the closed designs in many applications required that prefilter for dust and fluff are used, leading to additional pressure loss and thus to an additional Deteriorate efficiency. Especially at side channel compress, their peripheral speed is currently being regulated lower efficiencies at higher Circulating speeds accepted.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen insbesondere drehzahlgeregelten Seitenkanalverdichter mit einem möglichst gleichbleibend hohen Wirkungsgrad selbst bei unterschiedlichen Umlaufgeschwindigkeiten anzugeben.Of the Invention is based on the object, in particular a speed-controlled Side channel compressor with as consistently high efficiency as possible even at different rotational speeds.

Die Aufgabe wird gemäß der Erfindung gelöst durch einen Seitenkanalverdichter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Der Seitenkanalverdichter weist ein in einem Gehäuse angeordnetes und um eine Axialachse rotierbar gelagertes Laufrad auf, das in Radialrichtung endseitig einen Tragring mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung angeordneten Laufradschaufeln aufweist, die sich in einem Seitenkanal befinden. Dieser weist eine elliptische Querschnittsgeometrie auf und verjüngt sich von einer Saugseite zu einer Druckseite hin. Die elliptische Querschnittsgeometrie ist hierbei gebildet von einem Innenwandbereich des Gehäuses sowie von einem Teilbereich des Tragrings.The Task is according to the invention solved by a side channel compressor having the features of the claim 1. The side channel compressor has a housing arranged in a and about an axial axis rotatably mounted impeller, which in Radial direction end a support ring with a plurality of in Circumferentially arranged impeller blades, which is located in a side channel. This has an elliptical cross-sectional geometry up and rejuvenated from a suction side to a pressure side. The elliptical cross-sectional geometry is formed here by an inner wall portion of the housing as well from a portion of the support ring.

Der besondere Vorteil dieser Ausgestaltung ist in der Kombination der elliptischen Querschnittsgeometrie und der sich verjüngenden Querschnittsfläche des Seitenkanals zu sehen. Aufgrund der sich verjüngenden Querschnittsfläche des Seitenkanals wird die Verdichtung des Gases unterstützt, wodurch eine Verbesserung des Wirkungsgrads erreicht wird. Von besonderer Bedeutung ist weiterhin, dass die elliptische Querschnittsgeometrie sowohl von dem Gehäuse als auch von dem Tragring gebildet wird. Dies führt dazu, dass der Seitenkanal nahezu allseitig geschlossen ist und eine definierte elliptische Geometrie aufweist. Der Zwischenraum zwischen zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Laufradschaufeln weist daher eine abgeschlossene elliptische Querschnittsgeometrie auf. Dies unterstützt eine möglichst verlustfreie Ausbildung der schraubenlinienförmigen Strömung (Zirkulationsströmung) des Gases innerhalb des Seitenkanals. Den Wirkungsgrad beeinträchtigende Turbulenzen sind hierdurch weitgehend vermieden.Of the particular advantage of this embodiment is in the combination of elliptical cross-sectional geometry and the tapered Cross sectional area to see the side channel. Due to the rejuvenating Cross sectional area the side channel, the compression of the gas is supported, creating a Improvement of the efficiency is achieved. Really important is further that the elliptical cross-sectional geometry both from the case as well as is formed by the support ring. This causes the side channel closed almost on all sides and a defined elliptical Has geometry. The space between two in the circumferential direction consecutive impeller blades therefore has a closed elliptical cross-sectional geometry on. This supports one preferably lossless formation of the helical flow (circulation flow) of the Gas inside the side channel. The efficiency impairing Turbulence is thereby largely avoided.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist vorgesehen, dass der Innenwandbereich des Gehäuses in Radialrichtung gesehen gegenüberliegend zum Tragring einen nach innen in den Seitenkanal hineingezogenen Teilbereich umfasst. Durch diese Maßnahme wird ein Großteil der die elliptische Querschnittsgeometrie bestimmenden Wandbereiche durch das Gehäuse gebildet. Der Innenwandbereich des Gehäuses umfasst hierbei insbesondere etwa 3/4 des Wandungsbereichs der elliptischen Querschnittsgeometrie. Der Seitenkanal ist daher zum größten Teil definiert durch das feststehende Gehäuse. Nur ein vergleichsweise geringer Teilbereich wird durch das rotierende Laufrad mit dem Tragring definiert, was nicht zuletzt im Hinblick auf die mechanische Stabilität des rotierenden Laufrads von Vorteil ist.According to one expedient development is provided that the inner wall area of the housing Seen in radial direction opposite to Support ring an inwardly drawn into the side channel portion includes. By this measure will be a big part the wall regions defining the elliptical cross-sectional geometry the housing educated. The inner wall region of the housing in this case comprises in particular about 3/4 of the wall area of the elliptical cross-sectional geometry. The side channel is therefore for the most part defined by the fixed housing. Only a comparatively small sub-range is due to the rotating impeller with the support ring defined, not least in view of the mechanical stability of the rotating Impeller is beneficial.

Um eine möglichst geschlossene elliptische Querschnittsgeometrie zu erhalten, die allseitig von einem Wandungsbereich begrenzt ist, ist in einer zweckdienlichen Weiterbildung vorgesehen, dass der Tragring einen sich in Radialrichtung erstreckenden Steg umfasst, der sich bis zum gegenüberliegenden Innenwandbereich des Gehäuses erstreckt.Around one possible to obtain closed elliptical cross-sectional geometry, the Is bounded on all sides by a wall area, is in a convenient Further development provided that the support ring in a radial direction extending web that extends to the opposite Inner wall area of the housing extends.

Zweckdienlicherweise trennt der Tragring mit dem Steg zwei in Axialrichtung nebeneinander angeordnete Seitenkanäle voneinander. Der Seitenkanalverdichter ist daher bei dieser Ausgangsvariante als doppelflutiger Verdichter ausgebildet. Die beiden Seitenkanäle werden im Folgenden als Fluten berzeichnet.Conveniently, the support ring separates with the web two side by side in the axial direction side channels from each other. The side channel Compressor is therefore designed in this output variant as a double-flow compressor. The two side channels are referred to below as floods.

Zur Ausbildung der elliptischen Querschnittsgeometrie ist gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung vorgesehen, dass sich der Steg in Radialrichtung zunächst verjüngt und anschließend wieder verbreitert. Der Steg weist daher – im Querschnitt gesehen – eine Einschnürung oder Taille auf, ist also zu dem Seitenkanal hin konkav gekrümmt. Der Steg ist hierbei vorzugsweise symmetrisch zu den beiden nebeneinander angeordneten Fluten ausgebildet.to Formation of the elliptical cross-sectional geometry is according to a appropriate training provided that the bridge in Radial direction first rejuvenated and subsequently widened again. The web therefore has - seen in cross section - a constriction or Waist, so is curved concavely to the side channel. Of the The bridge is preferably symmetrical to the two side by side arranged floods formed.

Im Hinblick auf eine möglichst turbulenzfreie Zirkulationsströmung geht der durch den Steg definierte Wandungsbereich möglichst homogen in den durch das Gehäuse definierten Wandungsbereich des Seitenkanals über. Hierzu ist vorgesehen, dass die beiden gekrümmten Wandungsbereiche des Gehäuses und des Tragrings vorzugsweise an beiden Übergangsstellen miteinander fluchten und frei von Stufen sind.in the Regard to one as possible turbulence-free circulation flow the wall area defined by the bridge is as possible as possible homogeneous in the through the housing defined wall area of the side channel over. For this purpose, it is provided that the two curved Wall areas of the housing and the support ring preferably at both transition points with each other are aligned and free of steps.

Um eine möglichst definierte Zirkulationsströmung zu erzeugen, ist vorzugsweise vorgesehen, dass die in Radialrichtung gesehen endseitige Stirnfläche des Stegs und die stirnseitigen Schaufelflanken der Laufradschaufeln im Wesentlichen miteinander fluchten, das heißt, sie liegen im Wesentlichen auf einer gemeinsamen Umlauffläche. Beim Übergang oder der Verbindung zwischen den Schaufelflanken zum Steg sind daher keine Unstetigkeitsstellen ausgebildet.Around one possible defined circulation flow is preferably provided that in the radial direction seen end face of the web and the front side blade edges of the impeller blades are essentially aligned with each other, that is, they are essentially on a common circulation area. At the transition or the connection between the blade edges to the web are therefore no discontinuities formed.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung ist weiterhin vorgesehen, dass zwischen dem Steg und dem diesen gegenüberliegenden Innenwandbereich ein Spalt ausgebildet ist. Dieser Spalt ist hierbei vergleichsweise breit bemessen, um ein Festsetzen von Flusen und Staub zwischen dem rotierenden Laufrad und dem Gehäuse zu vermeiden. Die Spaltbreite liegt hierbei vorzugsweise im Bereich von 1 mm bis 3 mm bzw. zwischen 0,3 % und 1,5 % des Außendurchmessers des Stegs.According to one appropriate training is further provided that between the bridge and the opposite Inner wall region is formed a gap. This gap is comparatively Widely dimensioned to a settling of lint and dust between to avoid the rotating impeller and the housing. The gap width in this case is preferably in the range of 1 mm to 3 mm or between 0.3% and 1.5% of the outside diameter of the footbridge.

Bei einer bevorzugten Ausgestaltung ist weiterhin vorgesehen, dass der Steg an seiner radialen Stirnseite zumindest einen Nut und vorzugsweise zwei um 180° zueinander versetzt angeordnete Nuten aufweist. Diese erstrecken sich in Axialrichtung. Gegebenenfalls sind diese Nuten auch unter einem Winkel von bis zu 45° schräg zur Axialrichtung ausgerichtetat a preferred embodiment is further provided that the Web on its radial end face at least one groove and preferably two 180 ° to each other has staggered grooves. These extend in the axial direction. Possibly These grooves are also at an angle of up to 45 ° oblique to the axial direction aligned

Für eine effektive Ausbildung der Zirkulationsströmung ist vorgesehen, dass mindestens die halbe Seitenkanaltiefe von den Laufradschaufeln überdeckt ist. Unter Seitenkanaltiefe wird hierbei die maximale lichte Innenweite des Seitenkanals, gesehen in Axialrichtung, verstanden. Hierzu fallen die Schaufelflanken der Laufradschaufeln mit der einen der beiden Halbachsen der elliptischen Quer schnittsfläche zusammen. Gegebenenfalls verläuft diese sich in Radialrichtung erstreckende Halbachse auch innerhalb der Laufradschaufeln.For an effective Formation of the circulation flow is provided that at least half the side channel depth of the Impeller blades covered is. Under side channel depth, this is the maximum inside width of the side channel, seen in the axial direction, understood. Fall to it the blade edges of the impeller blades with the one of the two Half-axes of the elliptical cross-sectional area together. Possibly extends this radially extending semi-axis also within the impeller blades.

Gemäß einer zweckdienlichen Weiterbildung sind die Laufradschaufeln in ihrer radialen Erstreckungsrichtung gekrümmt. Durch diese Krümmung wird die Ausbildung der Zirkulationsströmung unterstützt, in dem der sich ausbildenden Strömung in Radialrichtung eine günstige Strömungskomponente aufgeprägt wird. Das Gas strömt in radialer Richtung aus dem Laufradzwischenraum in den Seitenkanal aus.According to one expedient development are the impeller blades in their curved in the radial direction of extension. This curvature will the formation of the circulation flow supports, in that of the developing stream in the radial direction a cheap Flow component is impressed. The gas flows in the radial direction from the impeller gap in the side channel.

Um ein gleichmäßiges Anfüllen der beiden Seitenkanäle mit dem angesaugten Gas zu gewährleisten und einen möglichst frühzeitigen Druckaufbau herbeizuführen, ist in einer bevorzugten Ausgestaltung vorgesehen, dass etwa die halbe Querschnittsfläche einer in den Seitenkanal mündenden Saugöffnung die Laufradschaufeln überdeckt. Das heißt, die Laufradschaufeln streichen etwa an der halben Saugöffnung vorbei, wobei die verbleibende Hälfte der Saugöffnung in einen Teilbereich des Seitenkanals mündet, an dem die Laufradschaufeln nicht vorbeilaufen. Zweckdienlicherweise ist hierbei vorgesehen, dass die Saugöffnung einen Radius aufweist, welcher in etwa der Höhe der Laufradschaufeln entspricht.Around a uniform stuffing the both side channels to ensure with the sucked gas and one as possible early Pressure build-up, is provided in a preferred embodiment, that about the half cross-sectional area one in the side channel opening suction opening the impeller blades are covered. This means, the impeller blades sweep past about half the suction opening, the remaining half of the suction opening into a portion of the side channel opens, at which the impeller blades do not pass by. Conveniently, this is intended that the suction opening has a radius which corresponds approximately to the height of the impeller blades.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung wird im Folgenden anhand der Figuren näher erläutert. Es zeigen jeweils in schematischen Darstellungen:One embodiment The invention will be explained in more detail below with reference to FIGS. Show it each in schematic representations:

1 eine ausschnittsweise Darstellung eines doppelflutigen Seitenkanalverdichters im Bereich des zweiflutigen Seitenkanals mit Blickrichtung in Umfangsrichtung des Laufrads, 1 1 is a partial view of a double-flow side channel compressor in the region of the double-flow side channel looking in the circumferential direction of the impeller,

2 eine Seitenansicht einer Laufradschaufel mit Blickrichtung in Axialrichtung, 2 a side view of an impeller blade looking in the axial direction,

3 eine Aufsicht auf ein Laufrad mit Blickrichtung in Axialrichtung, 3 a plan view of an impeller viewed in the axial direction,

4 eine Aufsicht auf ein geöffnetes Gehäuse des Seitenkanalverdichters mit Blickrichtung in Axialrichtung, 4 a plan view of an open housing of the side channel compressor viewed in the axial direction,

5 eine schematische Darstellung mit mehreren übereinandergelegten Querschnitten durch den Seitenkanal an verschiedenen in Umfangsrichtung gesehenen Winkelpositionen, und 5 a schematic representation with a plurality of superimposed cross-sections through the side channel at various circumferentially seen angular positions, and

6 eine schematische und ausschnittsweise Darstellung eines Laufrads mit angedeuteter Saugöffnung mit Blickrichtung in Axialrichtung. 6 a schematic and fragmentary view of an impeller with implied Suction opening with a viewing direction in the axial direction.

In den Figuren sind gleichwirkende Teil mit den gleichen Bezugszeichen versehen.In the figures are like-acting part with the same reference numerals Mistake.

Der in 1 ausschnittsweise dargestellte Seitenkanalverdichter weist einen doppelflutigen Seitenkanal 2 mit zwei in Axialrichtung 4 benachbart zueinander angeordneten Fluten 2A, 2B auf. Der Seitenkanalverdichter umfasst ein zweiteiliges Gehäuse, das ein Gehäusegrundteil 6 sowie einen Gehäusedeckel 8 umfasst. Im Gehäuse 6, 8 ist ein Laufrad 12 um eine sich in Axialrichtung 4 erstreckende Drehachse rotierbar gelagert. Das Laufrad 12 wird über eine hier nicht näher dargestellte Antriebswelle und über einen Antriebsmotor angetrieben. Das Laufrad 12 erstreckt sich in Radialrichtung 14 und umfasst eine Laufradnabe 16, an die sich ein Tragring 18 anschließt, auf dem in Umfangsrichtung oder Drehrichtung des Laufrads 12 eine Vielzahl von Laufradschaufeln 20 angeordnet sind. Der Tragring 18 übersteht mit seiner Unterseite in Axialrichtung 4 beidseitig die Laufradnabe 16. Er weist einen sich in Radialrichtung 14 erstreckenden Steg 22 auf, welcher die beiden Fluten 2A, 2B voneinander trennt und gegeneinander abgrenzt. Zwischen dem Gehäuse 6, 8 und dem Laufrad 12 befindet sich ein Spalt, welcher über eine Dichtungsvorrichtung 24 abgedichtet ist. Diese ist mit Schrauben 26 in Axialrichtung 4 fixiert.The in 1 Sectionally shown side channel compressor has a double-sided side channel 2 with two in the axial direction 4 adjacent to each other floods 2A . 2 B on. The side channel compressor comprises a two-part housing, which is a housing base part 6 and a housing cover 8th includes. In the case 6 . 8th is an impeller 12 around one in the axial direction 4 extending axis of rotation rotatably mounted. The impeller 12 is driven by a drive shaft, not shown here, and by a drive motor. The impeller 12 extends in the radial direction 14 and includes an impeller hub 16 to which a support ring 18 connects, in the circumferential direction or direction of rotation of the impeller 12 a variety of impeller blades 20 are arranged. The support ring 18 protrudes with its underside in the axial direction 4 the impeller hub on both sides 16 , He points one in the radial direction 14 extending footbridge 22 on which the two floods 2A . 2 B separated and separated from each other. Between the case 6 . 8th and the impeller 12 there is a gap, which via a sealing device 24 is sealed. This is with screws 26 in the axial direction 4 fixed.

Die elliptische Querschnittsfläche der beiden Fluten 2A, 2B ist begrenzt durch einen Innenwandbereich 28 der Gehäuseteile 6, 8 sowie durch einen entsprechenden Wandbereich des Stegs 22. Sowohl der Innenwandbereich 28 als auch der Steg 22 bilden daher gekrümmte Oberflächen aus, um die elliptische Querschnittskontur zu erzeugen. Die Krümmungen des Innenwandbereichs 28 sowie des Stegs 22 sind dabei derart gewählt und aufeinander angepasst, dass die Wandungsbereiche möglichst homogen und ansatzfrei ineinander übergehen. Die einzelnen Wandungsbereiche sind daher im Wesentlichen fluchtend zueinander angeordnet.The elliptical cross-sectional area of the two floods 2A . 2 B is limited by an inner wall area 28 the housing parts 6 . 8th and by a corresponding wall portion of the web 22 , Both the inner wall area 28 as well as the footbridge 22 therefore form curved surfaces to create the elliptical cross-sectional contour. The curvatures of the inner wall area 28 as well as the footbridge 22 are chosen and adapted to each other so that the wall areas as homogeneous as possible and merge into each other. The individual wall regions are therefore arranged essentially in alignment with one another.

In der Mitte zwischen den beiden Fluten 2A, 2B ist ein schraffiert dargestellter Teilbereich 30 des Gehäusegrundteils 6 – entweder als integraler Bestandteil des Gehäusegrundteils 6 oder als separates Einlegeteil – vorgesehen, der für beide Fluten 2A, 2B gleichzeitig ein Teilstück des Innenwandbereichs 28 bildet. Der Teilbereich 30 ist in Radialrichtung 14 gegenüberliegend zum Steg 22 angeordnet. Insgesamt wird die elliptische Querschnittsgeometrie daher zum größten Teil durch das Gehäuse 6, 8 festgelegt. Durch den Teilbereich 30 wird insbesondere erreicht, dass der Seitenkanal 2 oberhalb der stirnseitigen Begrenzung der Laufradschaufeln 20 weitergeführt ist, so dass ein zu verdichtendes Gas auch im Wesentlichen in Radialrichtung in den Seitenkanal 2 einströmen kann, um eine Zirkulationsbewegung 32 auszubilden, wie sie durch den Pfeil angedeutet ist.In the middle between the two floods 2A . 2 B is a hatched area 30 of the housing base 6 - either as an integral part of the housing base 6 or as a separate insert - provided for both floods 2A . 2 B at the same time a part of the inner wall area 28 forms. The subarea 30 is in the radial direction 14 opposite the jetty 22 arranged. Overall, the elliptical cross-sectional geometry is therefore for the most part by the housing 6 . 8th established. Through the subarea 30 is achieved in particular that the side channel 2 above the frontal boundary of the impeller blades 20 is continued, so that a gas to be compressed also substantially in the radial direction in the side channel 2 can flow to a circulation movement 32 form as indicated by the arrow.

Die große Halbachse 34A der elliptischen Querschnittsfläche erstreckt sich in Radialrichtung 14 und fluchtet mit einer jeweiligen Schaufelflanke 36 der Laufradschaufeln 20. Senkrecht zu der großen Halbachse 34A und damit in Axialrichtung 4 ist im Ausführungsbeispiel die kleine Halbachse 34B orientiert. Die größte Ausdehnung entlang der großen Halbachse 34A definiert hierbei die Seitenkanalhöhe h und die größte Ausbreitung in Richtung der kleinere Halbachse 34B definiert die Seitenkanaltiefe t, also die Tiefe der jeweiligen Flut 2A, 2B.The big half-axle 34A the elliptical cross-sectional area extends in the radial direction 14 and aligns with a respective blade edge 36 the impeller blades 20 , Perpendicular to the big half axis 34A and thus in the axial direction 4 is in the embodiment, the small semi-axis 34B oriented. The largest extent along the big half-axis 34A defines here the side channel height h and the largest propagation in the direction of the smaller half-axis 34B defines the side channel depth t, ie the depth of the respective flood 2A . 2 B ,

Der Steg 22 erstreckt sich in Radialrichtung 14 etwa über 3/4 der Seitenkanalhöhe h. Die in Radialrichtung 14 endseitige Stirnfläche 38 des Stegs 10 ist um einen Spalt 40 von dem Teilbereich 30 beabstandet. Der Spalt 40 weist eine relativ große Spaltbreite auf, um in diesem Bereich ein Ansammeln von Staub oder Flusen zu vermeiden. Die Stirnfläche 38 fluchtet zumindest annährend mit der stirnseitigen Schaufelflanke 39 der Laufradschaufeln 20, so dass die stirnseitigen Schaufelflanken 39 und die Stirnfläche 38 im Wesentlichen innerhalb einer gemeinsamen Umfangsebene liegen.The jetty 22 extends in the radial direction 14 about 3/4 of the side channel height h. The radial direction 14 end face 38 of the footbridge 10 is a split 40 from the subarea 30 spaced. The gap 40 has a relatively large gap width to avoid accumulation of dust or lint in this area. The face 38 Aligns at least approximately with the end blade edge 39 the impeller blades 20 , so that the front side blade edges 39 and the frontal area 38 lie essentially within a common circumferential plane.

Wie aus 2 zu entnehmen ist, sind die Laufradschaufeln 20 gekrümmt ausgebildet, weisen also ein gekrümmtes Schaufelblatt 42 auf, welches an einem Schaufelfuß 44 befestigt ist. Das Schaufelblatt 42 geht jeweils über einen Radius r kantenfrei in den Schaufelfuß 44 über. Das Schaufelrad 42 ist am Schaufelfuß 44 zu diesem und damit zur Horizontalen unter einem Schaufelwinkel β₁ orientiert. Am oberen Ende ist das Schaufelblatt 42 unter einem weiteren Schaufelwinkel β₂ bezüglich der Horizontalen orientiert, welcher vom Betrag her im Ausführungsbeispiel in etwa den gleichen Winkel wie der Schaufelwinkel β1 aufweist und etwa in der Größenordnung von 60° liegt. Das Schaufelblatt 42 selbst weist einen Krümmungsradius R auf.How out 2 it can be seen are the impeller blades 20 curved, so have a curved blade 42 which is on a blade foot 44 is attached. The blade 42 each goes over a radius r edge-free in the blade root 44 above. The paddle wheel 42 is on the blade foot 44 oriented to this and thus to the horizontal at a blade angle β ₁ . At the top is the airfoil 42 oriented at a further blade angle β ₂ with respect to the horizontal, which in terms of magnitude in the exemplary embodiment has approximately the same angle as the blade angle β1 and is approximately of the order of magnitude of 60 °. The blade 42 itself has a radius of curvature R.

Die gekrümmte Ausbildung der Laufradschaufeln 20 sowie deren bündiger Abschluss mit dem Steg 10 ist noch einmal gut anhand der Aufsicht gemäß 3 zu erkennen. Wie dieser Darstellung weiterhin zu entnehmen ist, sind zwei um 180° zueinander versetzt angeordnete Nuten 46 in die Stirnfläche 38 des Stegs 22 eingearbeitet. Durch diese Nuten 46 werden Ablagerungen von Staub oder Flusen im Spalt 40 zwischen dem Steg 22 und dem Teilbereich 30 vermieden. Im Betrieb rotiert das Laufrad 20 um die Drehachse 48 in Drehrichtung 50.The curved formation of the impeller blades 20 as well as their flush conclusion with the footbridge 10 is again good on the basis of supervision 3 to recognize. As this illustration continues to show, two offset by 180 ° to each other arranged grooves 46 in the face 38 of the footbridge 22 incorporated. Through these grooves 46 are deposits of dust or lint in the gap 40 between the jetty 22 and the subarea 30 avoided. During operation, the impeller rotates 20 around the axis of rotation 48 in the direction of rotation 50 ,

Gemäß 4, die einen Blick in das Gehäuseinnere des Gehäusegrundteils 6 ohne den Gehäusedeckel 8 zeigt, ist an dem Gehäusegrundteil 6 ein Saugstutzen 52 sowie ein Druckstutzen 54 angeschlossen. Beim Betrieb rotiert das hier nicht dargestellte Laufrad 12 in Drehrichtung 50 und verdichtet das über den Saugstutzen 52 angesaugte Gas in Richtung zum Druckstutzen 54 hin kontinuierlich und stößt das verdichtet Gas über den Druckstutzen 54 aus. Zwischen den beiden Stutzen 52, 54 ist ein Unterbrecher 56 angeordnet. Die beiden Stutzen liegen im Ausführungsbeispiel etwa 60° auseinander.According to 4 taking a look inside the housing of the housing base 6 without the housing cover 8th shows is on the housing base 6 a suction nozzle 52 as well as a discharge nozzle 54 connected. During operation, this does not rotate put impeller 12 in the direction of rotation 50 and compresses this over the suction nozzle 52 sucked gas towards the discharge nozzle 54 continuously and pushes the compressed gas over the discharge nozzle 54 out. Between the two nozzles 52 . 54 is a breaker 56 arranged. The two sockets are in the exemplary embodiment about 60 ° apart.

Im Hinblick auf einen hohen Wirkungsgrad und eine effektive Verdichtung verjüngt sich der Seitenkanal 2 in Drehrichtung 50 vom Saugstutzen 52 zum Druckstutzen 54 hin. Die Verjüngung erfolgt hierbei insbesondere stetig und kontinuierlich, bei spielsweise linear. Je nach Anwendungsfall und Einsatzgebiet wird die Reduktion des Seitenkanalquerschnitts geeignet gewählt. Die Reduzierung des Seitenkanalquerschnitts erfolgt beispielsweise ausschließlich durch eine Reduzierung der Seitenkanaltiefe t, wie insbesondere anhand der 5 deutlich wird. Gemäß dieser sind insgesamt 3 Schnitte durch den Seitenkanal 2 gegenübergestellt, und zwar ein Schnitt im Bereich des Saugstutzens 52 (Kurve a) ein Schnitt etwa in der Seitenkanalmitte bei 180° (Kurve b) sowie ein Schnitt am Seitenkanalende im Bereich des Druckstutzens 54 (Kurve c). Im Ausführungsbeispiel der 5 verringert sich die Seitenkanaltiefe t etwa um 1/4. Alternativ zu der Verjüngung lediglich der Seitenkanaltiefe t kann zusätzlich oder alternativ auch die Seitenkanalhöhe h verringert werden. Die Reduzierung der Seitenkanaltiefe t und/oder Seitenkanalhöhe h erfolgt hierbei insbesondere linear. Abhängig vom gewünschten Druckaufbau, dem jeweiligen Kühlungsverhältnis und der gewünschten Kennlinie wird die Verringerung der Tiefe t bzw. Höhe h geeignet gewählt, beispielsweise entsprechend einem parabolischen oder exponentiellen Verlauf.In terms of high efficiency and effective compression, the side channel tapers 2 in the direction of rotation 50 from the suction nozzle 52 to the discharge nozzle 54 out. The taper is in this case in particular continuous and continuous, for example, linear. Depending on the application and field of application, the reduction of the side channel cross section is suitably chosen. The reduction of the side channel cross section takes place, for example, exclusively by a reduction of the lateral channel depth t, as in particular with reference to FIG 5 becomes clear. According to this are a total of 3 sections through the side channel 2 faced, namely a section in the area of the suction 52 (Curve a) a section approximately in the side channel center at 180 ° (curve b) and a section at the side channel end in the region of the pressure port 54 (Curve c). In the embodiment of 5 the side channel depth t decreases by about 1/4. As an alternative to the tapering of only the side channel depth t, the side channel height h can additionally or alternatively also be reduced. The reduction of the side channel depth t and / or side channel height h is in this case in particular linear. Depending on the desired pressure build-up, the respective cooling ratio and the desired characteristic curve, the reduction in the depth t or height h is suitably selected, for example in accordance with a parabolic or exponential profile.

Der hier beschriebene Seitenkanalverdichter zeichnet sich insbesondere durch die spezielle Geometrie des Seitenkanals 2 mit seiner elliptischen Querschnittsgeometrie und der sich in Drehrichtung 50 verjüngenden Querschnittsfläche aus. Durch diese beiden Merkmale ist ein im Ausführungsbeispiel doppelflutiger Seitenkanalverdichter geschaffen, welcher die „geschlossene" mit der „offenen" Bauform eines Seitenkanalverdichters kombiniert. Unter geschlossener Bauform wird hierbei eine Bauform verstanden, bei der die Laufradschaufel 20 lediglich in Axialrichtung 4 zu dem Seitenkanal 2 hin offen sind. Demgegenüber sind bei einer offenen Bauform drei Seiten der Laufradschaufeln 20 zum Seitenkanal 2 hin offen. Der hier beschriebene Seitenkanalverdichter verbindet die zwei Bauformen insoweit, als dass die Laufradschaufeln 20 an ihren Stirnseiten 39 zum Seitenkanal 2 hin offen sind, gleichzeitig jedoch über den Steg 22 in ihrem mittleren Bereich zum Teilbereich 30 hin (vgl. 1) geschlossen sind. Durch diese spezielle Ausgestaltung insbesondere in Verbindung mit der weitgehend allseitigen elliptischen Begrenzung des Seitenkanals 2 ist ein hoher und gleichbleibend guter Wirkungsgrad erzielt. Ein derartiger Seitenkanalverdichter bietet sich daher insbe sondere bei Anwendungsfällen an, bei denen eine Drehzahlregelung gewünscht ist, da der Wirkungsgrad unabhängig von der jeweils gewählten Drehzahl weitgehend konstant ist. Der gute Wirkungsgrad wird aufgrund einer gezielten und weitgehend turbulenzfreien Strömungsführung zur Erzeugung der Zirkularbewegung 32 erreicht, die insbesondere durch die spezielle Geometrie des Seitenkanals 2 in Verbindung mit der Geometrie der Laufradschaufeln 20 hervorgerufen wird. Mitentscheidend hierfür ist der homogene Übergang zwischen dem Steg 22 und dem Innenwandbereich 28. Aufgrund des vergleichsweise breiten Spalts 40 (1) sowie der beiden Nuten 46 (3) ist der Seitenkanalverdichter zudem unempfindlich gegen Staub und Flusen.The side channel blower described here is characterized in particular by the special geometry of the side channel 2 with its elliptical cross-sectional geometry and in the direction of rotation 50 tapered cross-sectional area. These two features create a double-channel side channel blower in the exemplary embodiment, which combines the "closed" with the "open" design of a side channel blower. Under closed design here is understood a design in which the impeller blade 20 only in the axial direction 4 to the side channel 2 are open. In contrast, in an open design three sides of the impeller blades 20 to the side channel 2 open. The side channel blower described here combines the two types insofar as the impeller blades 20 on their faces 39 to the side channel 2 open, but at the same time over the jetty 22 in its middle area to the subarea 30 towards (cf. 1 ) are closed. Due to this special embodiment, in particular in connection with the largely all-round elliptical boundary of the side channel 2 is achieved a high and consistently good efficiency. Such a side channel compressor therefore offers in particular special cases in which a speed control is desired because the efficiency is largely constant regardless of the selected speed. The good efficiency is due to a targeted and largely turbulence-free flow guidance for generating the circular motion 32 achieved, in particular by the special geometry of the side channel 2 in conjunction with the geometry of the impeller blades 20 is caused. A crucial factor here is the homogeneous transition between the web 22 and the inner wall area 28 , Due to the comparatively wide gap 40 ( 1 ) as well as the two grooves 46 ( 3 ), the side channel compressor is also insensitive to dust and lint.

Um ein möglichst gleichmäßiges Füllen der beiden Fluten 2A, 2B und einen gewünschten frühzeitigen Druckaufbau zu erreichen, ist vorgesehen, dass eine Saugöffnung 58, mit der der Saugstutzen 52 in den Seitenkanal 2 mündet, etwa zur Hälfte von dem Laufrad 12 im Bereich der Laufradschaufeln überdeckt ist, wie in 6 schematisch skizziert ist. Der Radius der Saugöffnung 59 entspricht hierbei in etwa der radialen Höhe der Laufradschaufeln 20.To fill the two floods as evenly as possible 2A . 2 B and to achieve a desired early pressure build-up, it is provided that a suction opening 58 with which the suction nozzle 52 in the side channel 2 opens, about half of the impeller 12 is covered in the area of impeller blades, as in 6 schematically outlined. The radius of the suction opening 59 This corresponds approximately to the radial height of the impeller blades 20 ,

22: Seitenkanalside channel
2A,2B2A, 2B: Flutenwaters
44: Axialrichtungaxially
66: GehäusegrundteilHousing base
88th: Gehäusedeckelhousing cover
1212: LaufradWheel
1414: Radialrichtungradial direction
1616: Laufradnabeimpeller hub
1818: Tragringsupport ring
2020: Laufradschaufelimpeller blade
2222: Stegweb
2424: Dichtungsvorrichtungsealing device
2626: Schraubescrew
2828: InnenwandbereichInner wall region
3030: Teilbereichsubregion
3232: Zirkulationsbewegungcirculatory movement
34A34A: große Halbachsebig half-axle
34B34B: kleine Halbachsesmall semiaxis
3636: Schaufelflankeblade flank
3838: Stirnflächeface
3939: stirnseitige Schaufelflankefrontal blade flank
4040: Spaltgap
4242: Schaufelblattairfoil
4444: Schaufelfußblade
4646: Nutgroove
4848: Drehachseaxis of rotation
5050: Drehrichtungdirection of rotation
5252: Saugstutzensuction
5454: Druckstutzenpressure port
5656: Unterbrecherbreaker
5858: Saugöffnungsuction opening
hH: SeitenkanalhöheSide channel height
tt: SeitenkanaltiefeSide channel depth
rr: Radiusradius
RR: Krümmungsradiusradius of curvature
β₁,β₂ β ₁ , β ₂: Schaufelwinkelblade angle

Claims

Side channel blower with one in a housing ( 6 . 8th ) and about an axial axis of rotation ( 48 ) rotatably mounted impeller ( 12 ), which in the radial direction ( 14 ) end a support ring ( 18 ) with a plurality of impeller blades ( 20 ) located in a side channel ( 2 . 2A . 2 B ) are located with an elliptical cross-sectional geometry, wherein the side channel ( 2 . 2A . 2 B ) is bounded by an inner wall area ( 28 ) of the housing ( 6 . 8th ) as well as a part of the support ring ( 18 ) and wherein the cross-sectional area of the side channel ( 2 . 2A . 2 B ) tapers from a suction side to a pressure side.

Side channel compressor according to claim 1, wherein the inner wall area ( 28 ) in the radial direction ( 14 ) opposite the support ring ( 18 ) to form the elliptical cross-sectional geometry an inwardly drawn portion ( 30 ).

Side channel compressor according to claim 1 or 2, wherein the support ring ( 18 ) in the radial direction ( 14 ) extending bridge ( 22 ), which extends to the opposite inner wall area ( 28 ) of the housing ( 6 . 8th ).

Side channel compressor according to claim 3, in which by the web ( 22 ) two in the axial direction ( 4 ) juxtaposed floods ( 2A . 2 B ) of the side channel ( 2 . 2A . 2 B ) are formed and delimited from each other.

Side channel compressor according to claim 3 or 4, wherein the curved web ( 22 ) with the curved inner wall area ( 28 ) flees.

Side channel compressor according to one of claims 3 to 5, in which the web ( 22 ) for the formation of the elliptical cross-sectional geometry in the radial direction ( 14 ) first tapered and then widened again.

Side channel compressor according to one of claims 3 to 6, in which the radial direction ( 14 ) end face ( 38 ) of the bridge ( 22 ) and the end blade edges ( 39 ) of the impeller blades ( 20 ) are substantially aligned with each other.

Side channel compressor according to one of claims 3 to 7, wherein between the web ( 22 ) and the opposite inner wall area ( 28 ) A gap ( 40 ) is formed, whose width is approximately in the range of 0.3 to 1.5% of the outer diameter of the web.

Side channel compressor according to one of claims 3 to 8, in which the web ( 22 ) at its radial end face ( 38 ) at least one groove ( 46 ), preferably two mutually offset by 180 ° to each other grooves ( 26 ), which extend in the axial direction ( 4 ) or at an angle smaller than oblique to the axial direction ( 4 ).

Side channel compressor according to one of the preceding claims, in which one of the two semi-axles ( 34A ) of the elliptical cross-sectional area of the side channel ( 2 . 2A . 2 B ) in the radial direction ( 14 ) and along blade edges ( 36 ) of the impeller blades ( 20 ) or in the area of impeller blades ( 20 ) runs.

Side channel compressor according to one of the preceding claims, in which the impeller blades ( 20 ) are curved in their radial extent.

Side channel compressor according to one of the preceding claims, in which a suction opening ( 58 ) in the side channel ( 2 . 2A . 2 B ), which opens approximately in its half cross-sectional area into the side channel ( 2 . 2A . 2 B ) extending impeller ( 12 ) covered.