DE485386C

DE485386C - Process for compressing gases

Info

Publication number: DE485386C
Application number: DEB138510D
Authority: DE
Original assignee: HANS BURGHARD DIPL ING
Current assignee: HANS BURGHARD DIPL ING
Priority date: 1928-07-22
Filing date: 1928-07-22
Publication date: 1929-11-02

Description

Verfahren zur Verdichtung von Gasen Es sind Vorrichtungen zur '-erdichtung von Gasen niederen Druckes mit Hilfe der Ausdehnung von Gasen höheren Druckes bekannt, welche darauf beruhen, daß Reihen von aufeinanderfolgenden, mit den zu verdichtenden Gasen gefüllten Kanälen an Düsen vorbeibewegt werden. Eine von diesen Düsen - die Zuführungsdüse - führt die Gase von höherem Drucke - das- Treibmittel-- den Kanälen zu, während clie zweite - die Abführungsdüse -an den entgegengesetzten Enden der Kanäle angeordnet ist und das verdichtete Mittel aus den Kanälen aufnimmt und ableitet. Ferner ist bekannt, daß man die nach Ablauf dieses Verdichtungsvorganges in den Kanälen noch vorhandenen Gase von höherem Drucke teilweise in weiteren Düsen auffangen und solchen Kanälen wieder zuführen kann, welche sich noch vor der Zu- und Abführungsdüse befinden, um auf diese Weise die Ausdehnungskräfte der gebrauchten Gase zur Verdichtung frischer Gase heranzuziehen.Process for the compression of gases There are devices for the compression known of gases of lower pressure with the help of the expansion of gases of higher pressure, which are based on that series of successive, with the to be condensed Gas-filled channels are moved past nozzles. One of those nozzles - the Feed nozzle - guides the gases from higher pressures - the propellant - through the ducts to, while the second - the discharge nozzle - at opposite ends of the Channels is arranged and the compacted agent receives and discharges from the channels. It is also known that after this compression process in the Catch the ducts still existing gases from higher pressures partially in further nozzles and can re-feed such channels, which are located in front of the inlet and outlet nozzle in this way the expansion forces of the gases used for compression to use fresh gases.

Ein Nachteil war bei den bekannten Vorrichtungen darin zu erblicken, daß die Veränderlichkeit des Verdichtungsgrades nicht geregelt «erden konnte und daß sich die Verdichtungsvorgänge nicht schnell genug vollzogen, so daß Spaltverluste zwischen dem Laufrade und den Düsengruppen auftraten. Der Zweck vorliegender Erfindung besteht nun darin, diesen Nachteil durch veränderliche Anordnung der steuernden Kanten in den Verbindungsleitungen und durch umkehrbare Anordnung der Bewegungsrichtungen in den Uiliführungsleitungen zu beseitigen. Die Erfindung beruht auf der Erkenntnis, daß sich Änderungen von Druck und Gv_chwindigkeit innerhalb einer Gassäule. wie sie in einem solchen Kanal vorhanden ist, mit erheblicher Annäherung - sofern es sich nicht um .ehr große Änderungen von Druck und Geschwindigkeit handelt - mit Schallgeschwindigkeit fortpflanzen. Auf der Zeichnung sind in Abb. z bis 3 drei verschiedene Ausführungsformen der Vorrichtung schematisch dargestellt. In Abb. 4. bis 6 sind die Zeit-Drtick-Diagramme _ dafür gezeigt.A disadvantage of the known devices was to be seen in the fact that that the variability of the degree of compression could not be regulated and that the compression processes did not take place quickly enough, so that gap losses occurred between the impeller and the nozzle groups. The purpose of the present invention consists in this disadvantage by changing the arrangement of the controlling Edges in the connecting lines and by reversible arrangement of the directions of movement to be eliminated in the Uili conduits. The invention is based on the knowledge that changes in pressure and speed within a gas column. how it is present in such a channel, with considerable approximation - provided it is It is not a question of very large changes in pressure and speed - with Propagate the speed of sound. On the drawing there are three in Fig. Z to 3 various embodiments of the device shown schematically. In fig. 4. to 6 the time-push diagrams for this are shown.

In den Abb. z und 2 sind Abwicklungen der längs des Umfanges eines Rades befestigten Vorrichtungen dargestellt. Die auf dem Rade befestigten Kanäle bewegen Sich in der Pfeilrichtung mit der Geschwindigkeit i- an den feststehendenDüsen vorbei: c ist die Zuführungsdüse, d ist die Abführtingsdüse. Die Kanäle werden durch die Leitvorrichtungen a, z. B. mit Hilfe eines Gebläses, mit dem zu verdichtenden Gase (z. B. Luft) gefüllt, während in der Leitvorrichtung b die gebrauchten Treibgase (z. B. die Auspuffgase eines Verbrennungsmotors o. dal.) aus den Kanälen ausströmen. @Es :ei angenommen (Abb. z), daß bei diesem Füllen der Kanäle sowohl in denselben als auch in den Leitvorrichtungen der gleiche Druck: Herrscht. Wenn nun der einzelne Kanal vor die Kante z gelangt, wird durch dieselbe der Au=fuß der in den Kanal strömenden (rase plötzlich aufgehalten. Mit dieser Sperrung der Bewegung ist eine Verzögerung der Strömungsgeschwindigkeit und gleichzeitig eine Druckste igeruna verbunden (Rufstau), «-elche sich nach oben angeführtem Gesetz im wesentlichen mit Schallgeschwindigkeit durch den Kanal fortpflanzt und in dem Augenblicke auf der Seite a ankommt, wo auch die Kante 2 den betreffenden Kanal abschließt. Die steuernde Kante :2 muß gegenüber der steuernden Kante i um so viel in der Bewegungsrichtung versetzt sein, als der Fortbewegung dieses Verdichtun-sstoßes, d. h. der Schallgeschwindigkeit, entspricht. Daß dieser Verdichtungsstoß sich nur annähernd so schnell fortpflanzt wie die Schallgeschwindigkeit, möge hierbei unberücksichtigt bleiben. Nachdem der einzelne Kanal also an den Kanten i und 2 vorbeigegangen ist, ist er mit einer ruhenden und gleichzeitig verdichteten Gassäule gefüllt, es ist also die Bewegungsenergie des Gases in Verdichtungsarbeit umgesetzt worden. Das Maß dieser Verdichtung ist nicht unerheblich; bei atmosphärischer Luft entspricht z. B. einer Verzögerung der Geschwindigkeit um etwa 8o misecz eine Drucksteigerung auf etwa das i,4fache. Die sonst auftretenden Stoßverluste sind auf diese «'eise gleichzeitig ausgeschaltet: außerdem ist das Gewicht des zu fördernden Gases auf das i,4fache gesteigert und damit die Leistung der Vorrichtung um ebensoviel erhöht-worden. An den Kanten 13 und 14 vollzieht sich der Vorgang in umgekel.': ter Weise, indem der in den Kanälen noch vorhandene Überdruck des Gases wieder in Geschwindigkeit umgesetzt wird, so daß eine Beschleunigung der Gassäule durch das Gebläse bei a nicht mehr nötig ist.In Figs. Z and 2 are developed along the circumference of a Wheel attached devices shown. The channels attached to the wheel Move in the direction of the arrow at the speed i- on the fixed nozzles past: c is the supply nozzle, d is the discharge nozzle. The channels are through the guiding devices a, e.g. B. with the help of a fan, with the to be compressed Gases (z. B. air) filled, while the used propellant gases in the guide device b (e.g. the exhaust gases of an internal combustion engine or similar) flow out of the ducts. @Es: ei assumed (Fig. Z) that with this filling of the canals both in the same as well as in the guiding devices the same pressure: prevails. If now the individual If the canal reaches the edge z, it becomes the foot of the flowing into the canal (rush stopped suddenly. With this blocking of movement there is a delay the flow velocity and at the same time a pressure increase connected (Call jam), «- according to the law cited above, I work essentially at the speed of sound propagates through the canal and arrives at the moment on side a, where also the edge 2 closes the channel in question. The controlling edge: 2 must opposite of the controlling edge i be offset in the direction of movement by as much as the Movement of this compression shock, d. H. corresponds to the speed of sound. That this shock wave propagates only approximately as fast as the speed of sound, may be disregarded here. After the single channel so on the edges i and 2 has passed, he is with a dormant and at the same time condensed Gas column filled, so it is the kinetic energy of the gas in compression work implemented. The degree of this compression is not insignificant; at atmospheric Air corresponds to z. B. a delay in speed by about 8o misecz a Pressure increase to about 1.4 times. The otherwise occurring shock losses are in this way simultaneously switched off: in addition, the weight of the material to be conveyed is also eliminated Gas increased to 1.4 times and thus the performance of the device by as much has been increased. At the edges 13 and 14 the process takes place in reverse. ': ter way, by the excess pressure of the gas still existing in the ducts back in Speed is converted so that an acceleration of the gas column by the Fan at a is no longer necessary.

Ein solcher Vorgang vollzieht sich aber auch an der Kante 6, indem das aus Düse c in die Kanäle eintretende Treibmittel von höherem Druck die in diesen vorhandene Luft gleichzeitig verdichtet und beschleunigt, wobei dieser Vorgang sich wiederum mit Schallgeschwindigkeit bis zur Kante 7 fortpflanzt. Die so verdichtete Luft strömt dann zwischen den Kanten 7, 9 in die Düse d ein. Von Kante 8 zu Kante 9 findet dann entsprechend wieder eine Entspannung unter gleichzeitiger Verzögerung der Gassäule statt. -Nimmt man dieselben Strömungsgeschwindigkeiten wie vorhin an, so würde auch hier die Verdichtung entsprechend dem obigen Beispiele wieder das 1,4fache, die Gesamtverdichtung also das 1,4 X 1,4 =rund 2fache betragen. Das aus c kommende Treibmittel findet also die zu verdichtende Luft in schon verdichtetem Zustande vor, so daß Stoß-und Entspannungsverluste vermieden werden. Zwischen den Düsen c und d vollzieht sich also nur noch Verschiebearbeit (Verdrängung des einen Gases durch das andere von gleichem Druck), wenn das insgesamt erreichte Verdichtungsverhältnis den Betrag, 1 : 1,4 x 1,4 = rund i : 2 entspricht. Ein dießen Vorgängen entsprechendes Zeit-Diuck-Diagramm ist in Abb. 4 dargestellt. Ein noch wesentlich höheres Verdichtungsverhältnis läßt sich aber mit Hilfe des Umführungskanals c erreichen, wenn die Kanten 3 und 5 sowie io und 12 so gegeneinander angeordnet sind, daß die Druckänderungen die Wege 3, 4, 5 und io, 11, 12 beschreiben. Auf dem Wege von i- nach 4 findet dann wiederum unter Beschleunigung der Gassäule die Verdichtung 1 zu 1,4 statt und gleichzeitig durch Rückprall an der Wand bei 4 auf dem Wege von 4. zu 5 eine weitere Verdichtung im Verhältnis i zu 1,4 unter Verzögerung der Gassäule. Die Gesamtverdichtung von 3 bis 5 ist also wiederum das 1,4 X 1,4= rund 2fache, wenn man dieselben Strömungsgeschwindigkeiten wie vorhin annimmt. Umgekehrt findet bei n auf der Strecke io, ii, iz eine entsprechendeEntspannung der Gase statt, wobei das bei n entspannte -Mittel über e zu in fließt und in die vor den Düsen c, d liegenden Kanäle zurückströmt. Die Gesamt= verdichtung der Anordnung ist dann schon 1,4 X 1,4 :< 1,4 :< 1,4, also etwa das 4fache. Das entsprechende Zeit-Druck-Diagramm ist in Abb. 5 dargestellt. Es ist selbstverständlich möglich, durch Änderung der Geschwindigkeiten auch die Verdichtungsverhältnisse bei den einzelnen Vorgängen gegeneinander sowie das gesamte Verdichtungsverhältnis zu ändern. Das Maß der Versetzung der steuernden Kanten entspricht bei der gleichen Geschwindigkeit des Rades stets der Fortpflanzungsgeschwindigkeit der Verdichtungs- bzw. der Verdünnungswelle; es muß daher bei der Bemessung die Veränderlichkeit der Fortpflanzungsgeschwindigkeit j.e nach -der Beschaffenheit des -Mediums sowie dem V erdichtungs- bzw. Verdünnungsgrade in Betracht gezogen werden. Diese Fortpflanzungsgeschwindigkeit ist in den Zeichnungen zunächst als gleichartig angesehen worden, um die Darstellung zu vereinfachen.Such a process also takes place at the edge 6, in that the higher pressure propellant entering the ducts from nozzle c simultaneously compresses and accelerates the air present therein, this process in turn propagating at the speed of sound to the edge 7. The air compressed in this way then flows between the edges 7, 9 into the nozzle d. From edge 8 to edge 9, there is then again a corresponding expansion with a simultaneous deceleration of the gas column. -If one assumes the same flow velocities as before, the compression would be 1.4 times as much as in the above example, the total compression would be 1.4 X 1.4 = around 2 times. The propellant coming from c therefore finds the air to be compressed in an already compressed state, so that shock and relaxation losses are avoided. Between the nozzles c and d, there is only displacement work (displacement of one gas by the other of the same pressure) if the total compression ratio achieved corresponds to the amount 1: 1.4 x 1.4 = around i: 2. A time-Diuck diagram corresponding to these processes is shown in Fig. 4. An even higher compression ratio can be achieved with the help of the bypass channel c if the edges 3 and 5 as well as io and 12 are arranged against one another in such a way that the pressure changes describe the paths 3, 4, 5 and io, 11, 12. On the way from i- to 4 the compression 1 to 1.4 then takes place again with acceleration of the gas column and at the same time by rebounding on the wall at 4 on the way from 4 to 5 a further compression in the ratio i to 1.4 delaying the gas column. The total compression from 3 to 5 is again 1.4 X 1.4 = around 2 times if one assumes the same flow velocities as before. Conversely, at n on the path io, ii, iz, a corresponding expansion of the gases takes place, the agent relaxed at n flowing via e to in and flowing back into the channels located in front of the nozzles c, d. The total compression of the arrangement is then already 1.4 X 1.4: <1.4: <1.4, i.e. about 4 times as much. The corresponding time-pressure diagram is shown in Fig. 5. It is of course possible, by changing the speeds, to change the compression ratios in the individual processes in relation to one another, as well as to change the overall compression ratio. At the same speed of the wheel, the degree of displacement of the controlling edges always corresponds to the propagation speed of the compression or thinning wave; the variability of the speed of propagation, depending on the nature of the medium and the degree of compression or dilution, must therefore be taken into account when dimensioning. This speed of propagation has initially been viewed as the same in the drawings in order to simplify the illustration.

Die einfache Anordnung, welche nur aus der Zuführungsdüse c und der Abführungsdüse d ohne Anwendung des Umführungskanals e besteht, hat nun den Nachteil, daß sie bei Anwendung der gleichen Geschwindigkeit v und der gleichen Strömungsverhältnisse bei a, b und c, cd stets nur das gleiche Verdichtungsverhältnis ohne Stoßverhiste liefern kann. Ein höheres Verdichtungsverhältnis führt zu Verlusten durch unzureichende Verdichtungs- und Entspannungsarbeit der Gase. Aber auch ein zu niedriges Verdichtungsverhältnis führt zu Verlusten: vermindert man den Gegendruck bei d, so inuß gleichwohl bei c das Treibmittel mit dem bisherigen Drucke zugeführt werden, um die gewünschte Strömung zu erreichen, da ja die Verdichtungsvorgänge in jedem Falle auf Grund der Strömungs- und Stoßvorgänge auftreten, so daß das einströmende Treibgas schon verdichtete Luft in den Kanälen vorfindet. Die in dem Treibgas enthaltene Drtldcenorgie wird in diesem Falle wirkungslos (furch Schwingungs-und Stoßvorgänge aufgezehrt, die Massenkräfte der Gase kommen also nicht im Sinne des gewollten Vorganges zur Geltung.The simple arrangement, which consists only of the supply nozzle c and the discharge nozzle d without the use of the bypass channel e, now has the disadvantage that it is always the same when using the same speed v and the same flow conditions at a, b and c, cd Compression ratio can deliver without shock loss. A higher compression ratio leads to losses due to insufficient compression and expansion work of the gases. But even a compression ratio that is too low leads to losses: if the back pressure is reduced at d, the propellant must nevertheless be supplied at c at the previous pressure in order to achieve the desired flow, since the compression processes are in any case due to the flow and shock processes occur, so that the inflowing propellant gas already finds compressed air in the channels. The drought orgy contained in the propellant gas is in this case ineffective (consumed by vibration and shock processes, so the inertial forces of the gases do not come into play in the sense of the intended process.

(grundsätzlich anders verhält sich jedoch der Umführungskanal c. Die :in den Kanten 3, 5 und ii, i2 auftretenden Vorgänge sind nicht an ein bestimmtes Verdichtungsverhältnis gebunden. Mit zunehmendem Verdichtungsgrade stellt sich lediglich eine größere Strömungsgeschwindigkeit in dem Umführungskanal e ein und umgekehrt. Es kann sogar hierbei auch gar keine Verdichtung bzw. Entspannung stattfinden, wobei lediglich in dem Kanal e keine Strömung mehr erfolgt. Der durch die Vorgänge an den Düsen c und d festgelegte Überdruck in den Kanälen wird lediglich von _n nach in übertragen, ohne Rücksicht auf das insgesamt angewendete Verdichtungsverhältnis. Schädliche Schwingungs- und Stoßvorgänge der oben beschriebenen Art können daher hier nicht auftreten. lach obigem Beispiele würde demnach das Verdichtungsverhältnis von insgesamt 1 zu 1,4 X 1,4 bis auf i zu .4 und darüber hinaus beliebig geändert werden können, ohne daß Verluste auftreten.(However, the bypass channel c. The : processes occurring in edges 3, 5 and ii, i2 are not related to a specific one Compression ratio bound. With an increasing degree of compaction, it merely arises a greater flow velocity in the bypass channel e and vice versa. Even in this case, there can be no compression or relaxation at all, whereby only in the channel e there is no more flow. The one through the operations the overpressure in the ducts specified by the nozzles c and d is only reduced from _n to in transferred regardless of the total compression ratio applied. Harmful vibration and shock processes of the type described above can therefore do not occur here. According to the above example, the compression ratio would be Changed as desired from a total of 1 to 1.4 X 1.4 up to i to .4 and beyond without loss.

Es ist aber auch möglich, mit dem Verdichtungsverhältnis noch weiter herunterzugehen, sogar auf den Wert i und darunter. Hierzu dient die in Abb. z dargestellte Anordnung. Der Umführungskanal e ist in zwei Umführungskanäle e' und f' zerlegt, welche aber die gleichen Ausgangsöffnungen n: und n haben. Dadurch wird erreicht, daß bei in und n die Strömungen wahlweise im Sinne der angedeuteten Pfeile erfolgen können. Ist bei rt in derselben Weise wie bei Abb. i ein-Lberdruck nach n; zu übertragen, so stellt sich eine Strömung von n durch Gien Umführungskanal e' nach na ein; ist dagegen ein Überdruck von m nach n zu übertragen, so stellt sich eine Strömung von in durch den Umführungskanal f' nach st ein. Es ist dann z. B. folgender Strömungsvorgang möglich : Auf dem Wege 1, 2 erhöht sich der Druck auf das i,4fache : auf dem Wege 3, 4, g vermindert sich aber der Druck auf den Wert 1/1,4. :1uf 6. 7 erhöht sich dann der Druck wieder auf I,4 X 1/i,4, also auf i. Bei 8, 9 vermindert sich wieder der Druck auf r/1,4, um bei io, 11, 12 wieder auf das i,4fache des ursprünglichen zu steigen. Bei 1.", 14 findet dann wie sonst der Auspuff nach G statt. Die Wirkung dieser mehrfachen Schwingung ist die, daß auch bei Verdichtungsgraden zwischen i bis 1,4 X 1,4 die gewollte Strömung von c nach d aufrechterhalten werden kann, ohne (laß Stoß- und Schwingungsverluste auftreten. Das entsprechendc Zeit-Druck-Diagramm ist in Abb. 6 dargestellt. Hier findet also gar keine Verdichtung mehr statt, sondern der bei c und d erreichte Druck h@trüt le(ü@lidi i at. abs. Statt der in Abb. i gezeichneten Strömung von zt über e nach na müßte hierbei jedoch die umgekehrte Strömung stattfinden, um den in dem Gebiet 8, 9, io, ii auftretenden Unterdruck nach dem Gebiet 4, 3, 7, 6 zu übertragen. Hierzu ist jedoch die Anordnung Abb. i ungeeignet, da die Düsenwinkel verkehrt gestellt sind; die bei in aus den Kanälen austretende Luft würde bei 3 an die Wandung der Umführungsleitung e' prallen, und ebenso würde die bei n aus der Umführungsleitung c' in die Kanäle eintretende Luft gegen die Wände derselben stoßen, so daß eine glatte Strömung nicht möglich wäre. Dieser Schwierigkeit begegnet die in Abb. 2 dargestellte Anordnung; bei der Zurückleitung von Überdruck findet eine Strömung von it über e' nach in, bei der Zurückleitung von Unterdruck eine Strömung von nt über f' nach sa statt. In beiden Richtungen ist hierbei eine glatte Strömung möglich.But it is also possible to go further down with the compression ratio, even to the value i and below. The arrangement shown in Fig. Z is used for this purpose. The bypass channel e is divided into two bypass channels e 'and f' which, however, have the same exit openings n: and n. It is thereby achieved that at in and n the flows can optionally take place in the sense of the indicated arrows. If in rt in the same way as in Fig. I an overpressure after n; to transmit, a flow from n through Gien bypass channel e 'to na occurs; if, on the other hand, an overpressure is to be transmitted from m to n, a flow from in through the bypass channel f ' to st is established. It is then z. For example, the following flow process is possible: on path 1, 2 the pressure increases to 1.4 times: on path 3, 4, g, however, the pressure decreases to the value 1 / 1.4. : 1 on 6. 7 the pressure then increases again to I, 4 X 1 / i, 4, i.e. to i. At 8, 9 the pressure decreases again to r / 1.4, and at io, 11, 12 it rises again to 1.4 times the original. At 1. ", 14 the exhaust to G takes place as usual. The effect of this multiple oscillation is that even with degrees of compression between i and 1.4 X 1.4 the desired flow from c to d can be maintained without (Let shock and vibration losses occur. The corresponding time-pressure diagram is shown in Fig. 6. So here no compression takes place at all, but the pressure reached at c and d h @ trüt le (ü @ lidi iat. abs.Instead of the flow from zt via e to na shown in Fig However, the arrangement Fig. I is unsuitable for this, since the nozzle angles are set the wrong way round; the air exiting the ducts at in would hit the wall of the bypass line e 'at 3, and that at n from the bypass line c' in air entering the ducts against the walls of the same thrust so that a smooth flow would not be possible. The arrangement shown in Fig. 2 encounters this difficulty; when excess pressure is returned, there is a flow from it via e 'to in, and when negative pressure is returned, there is a flow from nt via f' to sa. A smooth flow is possible in both directions.

Die Vorrichtung ist z. B. zur Aufladung von Höhenflugmotoren verwendbar; c wird mit der Auspuffleitung, d mit der Ansaugleitung des Motors verbunden. Da der Rauminhalt der Auspuffgase erheblich größer ist als die erforderliche Frischluftmenge, etwa das 2- bis 21/2fache, stellt sich sehr schnell die Aufladung von selbst ein; durch Ableitung eines veränderlichen Teiles der Auspuffgase des Motors ist es möglich, die Aufladung beliebig von i at. abs. bis 4 at. abs. und mehr zu verändern, ohne daß besondere Verluste in dem Stoßverdichter auftreten. Der Vorteil besteht darin, daß nur einer oder ganz wenige Umführungskanäle nötig sind gegenüber statischen Kompressionsvorgängen, welche eine größere Anzahl von Verdichtungs- und Verdünnungsstufen haben müssen, um genügend verlustfrei zu arbeiten. Ferner vollziehen sich aus diesem Grunde die Vorgänge schneller, so daß die Spaltverluste zwischen dem Laufrande und den Düsengruppen geringer werden und die Abdichtung erleichtert wird.The device is e.g. B. can be used to charge high-altitude engines; c is connected to the exhaust pipe, d to the intake pipe of the engine. There the volume of the exhaust gases is considerably larger than the required amount of fresh air, about 2 to 21/2 times, the charge sets up very quickly by itself; by diverting a variable part of the exhaust gases from the engine, it is possible to any charge from i at. abs. up to 4 at. abs. and to change more without that particular losses occur in the impact compressor. The advantage is that only one or very few bypass channels are necessary compared to static Compression processes that involve a greater number of compression and dilution stages must have in order to work sufficiently loss-free. Further develop from this Basically the processes faster, so that the gap losses between the running edge and the nozzle groups become smaller and the sealing is facilitated.

Eine ähnliche Wirkung ist aber auch zu erzielen, wenn man die in Abb. i eingezeichneten Abschlußorgane (Klappen) ; und h schließt. Dann ist an der steuernden Kante 23 die in den Kanälen strömende Luft gezwungen, an Stelle der Druckerhöhung, auf das i,4fache auf dem Wege 2#1, i eine Druckverminderung 1, 1,4 zu erzeugen. Es besteht dann z. B. in dem Gebiete :-', 6, ;, 1 ein Druck von 1/1,4 at. abs., :o daß wiederum die Gesamtverdichtung 1,4 X 1 1,4-i at. abs. betragen kann, ohne daß Verluste entstehen. In dem Gebiet 8, 14, 13-T, 9 besteht dann wiederum ein Druck 1/z,4 at., welcher sich auf dem Wege 14, 13V wieder in Geschwindigkeit umsetzt. Die Betätigung der Abschlußorgane ermöglicht also ebenfalls, Verdichtungsgrade von i bis 1,4 X 1,.4 ohne Verluste zu erzeugen.However, a similar effect can also be achieved if one uses the methods shown in Fig. i drawn closing organs (valves); and h closes. Then it is the steering wheel Edge 23 forced the air flowing in the ducts, instead of the pressure increase, to generate 1.4 times a pressure reduction of 1.4 times on the path 2 # 1, i. There is then z. B. in the area: - ', 6,;, 1 a pressure of 1 / 1.4 at. Abs., : o that again the total compression 1.4 X 1 1.4 at. abs. can be without that losses arise. In the area 8, 14, 13-T, 9 there is then again a pressure 1 / z, 4 at., Which is converted back into speed on the way 14, 13V. The actuation of the closing organs also enables degrees of compression of i to generate 1.4 X 1, .4 without losses.

Es ist auch möglich lind bekannt, claß außor einem einzigen Umführungskanal e, f deren mehrere angeordnet werden können, und daß andererseits in solche Umführungskanäle Anordnungen der gleichen Art' eingeschaltet werden können, um eine Verbundwirkung zu erreichen. Maßgebend ist hierbei stets, daß die steuernden Kanten so gegeneinander-versetzt werden, daß in mehr oder weniger vollkommener Weise die auftretenden Geschwindigkeits-und Druckveränderungen im Sinne des gewollten Vorganges Anwendung finden.It is also possible, otherwise known one single bypass channel e, f which several can be arranged, and that on the other hand arrangements of the same type can be switched into such bypass ducts, to achieve a composite effect. It is always decisive that the controlling Edges are offset from one another in such a way that in a more or less perfect way the occurring speed and pressure changes in the sense of the intended one Find application.

Es ist im allgemeinen zweckmäßig, das Laufrad der Vorrichtung. unmittelbar von dem Verbrennungsmotor aus anzutreiben, welcher mit Aufladung versehen werden soll. Bei Motoren mit stark veränderlicher Drehzahl wird es daher nötig, die Anordnung derart auszubilden, daß sie auch bei veränderlicher Drehzahl. richtig arbeitet. (Die bisher beschriebenenAnordnungen sind im wesentlichen an eine bestimmte Drehzahl gebunden, bei welcher die gewünschte »Resonanz(t eintritt.) Die Anordnung nach Abb. 3 ist für zwei verschiedenartige Drehzahlen anwendbar. Dieselbe hat selbsttätig wirkendeRückschlagorgane (Rückschlagklappen) g', lt', ferner ist der Umführungskanal e in zwei Kanäle 2" und f" geteilt; endlich sind die Kanten der Düse d mit Hilfe der Plätte i zwischen 7, 9 und 7', g' verschiebbar angeordnet. Bei bestimmter größerer Drehzahl stellen sich längs der Linien i, 2 sowie 3, .4, 5 und 6, 7, ferner 8, 9 und io, i i, 12, endlich 13,14 Schwingungen ein, «ze sie schon an der Abb. i (ohne Anwendung der Abschlußorgane g' und 1a') beschrieben worden sind. Die Rückschlagklappe g ist hierbei geöffnet, die Klappe h geschlossen, die Platte i hat die bezeichnete. Stellung. Ist die Umlaufzahl des Laufrades nur etwa halb so groß, so stellen sich längs der Zonen i, 2' sowie 13, 15, 16 sowie 16, 17, 5 sowie 6, 7' sowie 8, g' sowie io, 18, ig sowie ig, 2o, 12 und endlich 13, 14' Schwingungen ein, welche wiederum einen geschlossenen Vorgang darstellen. Hierbei schließt sich Klappe g selbsttätig, Klappe lt öffnet sich, die Platte i wird in die Stellung 7', g' gebracht, während sich an den Umführungskanälen 2" und f" zwei Schwingungen ausbilden, welche jedoch entsprechend geringere Drucksteigerungen bzw. Druckminderungen zeigen: (An Stelle der Platte können z.13. auch zwei entsprechende Rückschlagklappen angebracht werden.) Da nun die den Schwingungen entsprechenden Resonanzerscheinungen nicht nur bei ganz bestimmten Zuständen auftreten, sondern, wie dies auch sonst die Regel ist, sich auch in der Nähe derselben mehr oder weniger stark auswirken, so treten die gewünschten Vorgänge nicht bloß bei den »kritischen« Drehzahlen des Laufrades, sondern auch in der Nähe dieser Drehzahlen auf. Praktisch sind daher die gewollten Vorgänge bei dieser Ausführungsform in einem weiten Drehzahlbereich hinreichend wirksam. Die angegebene Unterteilung kann natürlich noch weiter ausgebildet werden, wodurch die Wirkung noch vollkommener wird, und zwar muß die Anzahl der Kanäle eine möglichst oft teilbare Zahl (2, .4, 6, 8 und 12) darstellen.It is generally convenient to use the impeller of the device. to be driven directly from the internal combustion engine which is to be charged. In the case of motors with a highly variable speed, it is therefore necessary to design the arrangement in such a way that it can also be used at a variable speed. works properly. (The described arrangements so far are substantially bound to a specific speed at which the desired "resonance (t occurs.) The arrangement according to Fig. 3 is for two distinct speeds applicable. The same has self-acting check valves (check valves) g ', LT' Furthermore, the bypass channel e is divided into two channels 2 "and f"; finally, the edges of the nozzle d can be displaced between 7, 9 and 7 ', g' with the help of the plate i . At a certain higher speed, along the lines i , 2 as well as 3, .4, 5 and 6, 7, furthermore 8, 9 and io, ii, 12, finally 13,14 oscillations, «show them already in Fig. I (without using the closing organs g 'and 1a The non-return valve g is open, the valve h is closed, the plate i is in the position indicated , 15, 16 and 16, 17, 5 and 6, 7 'and 8, g' sow ie io, 18, ig as well as ig, 2o, 12 and finally 13, 14 'vibrations, which in turn represent a closed process. Here, flap g closes automatically, flap lt opens, plate i is brought into position 7 ', g', while two vibrations develop on bypass ducts 2 "and f", which, however, show correspondingly lower pressure increases or pressure reductions: (Instead of the plate, e.g. two corresponding non-return valves can be attached.) Since now the resonance phenomena corresponding to the vibrations not only occur in very specific conditions, but, as is the rule, also in the vicinity of them or have a lesser effect, the desired processes occur not only at the "critical" speeds of the impeller, but also in the vicinity of these speeds. In practice, therefore, the desired processes in this embodiment are sufficiently effective in a wide speed range. The specified subdivision can of course be further developed, whereby the effect is even more perfect, namely the number of channels must represent a number that can be divided as often as possible (2, .4, 6, 8 and 12).

Claims

PATENT CLAIMS: i. Process for compressing gases with low pressure with the help of the expansion of gases of higher pressure in the inlet and outlet nozzles channels moving past, characterized in that for the purpose of variability the degree of compression and the speed of movement of the channels "the controlling Edges changeable or the directions of movement in the bypass lines reversible are designed.

2. Device for performing the method according to claim i for variable degrees of compression, characterized by a double channel (e ', f') for the different directions of flow.

3. Apparatus for performing the method according to claim: i for variable degrees of compression, characterized by throttle valves (g, Ja) for reversing the lead of the controlling edges.

4. Apparatus for performing the method according to claim i at different speeds of movement of the channels, characterized by several channels (e ", f") for the same diversion direction, non-return valve (g ', lt') in the diffuser (n and b) and adjustable control edges of the discharge nozzle (d).