EP3325812A1 - Seitenkanal-maschine (verdichter, vakuumpumpe oder gebläse) mit einem entnahmekanal im abstreifer - Google Patents

Seitenkanal-maschine (verdichter, vakuumpumpe oder gebläse) mit einem entnahmekanal im abstreifer

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EP3325812A1
EP3325812A1 EP16738825.5A EP16738825A EP3325812A1 EP 3325812 A1 EP3325812 A1 EP 3325812A1 EP 16738825 A EP16738825 A EP 16738825A EP 3325812 A1 EP3325812 A1 EP 3325812A1
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EP
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channel
gas
impeller
side channel
gas outlet
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Rudi Dittmar
Peter Fischer
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Gardner Denver Deutschland GmbH
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Gardner Denver Deutschland GmbH
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Publication date
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Definitions

  • the invention relates to a side channel machine.
  • Side channel machines are well known in the art. Side channel machines are capable of conveying or compressing gas.
  • Generic side channel machines are known from DE 103 34 950 AI, DE 197 08 953 AI, DE 103 34 812 AI and DE 199 06 515 Cl, for example, known.
  • the invention has for its object to provide a side channel machine, which has a very high efficiency and extremely quiet operation. Furthermore, the side channel machine is a very high
  • Geometry optimization and targeted flow control of the side channel machine improve the performance of at least one performance parameter.
  • the power density, efficiency and / or noise of the side channel engine over conventional side channel machines is improved.
  • the gas to be delivered is preferably air or a technical gas.
  • the side channel machine is preferably as a side channel blower or side channel Compressor executed. It is advantageous if the side channel machine is capable of operating in vacuum and / or compressor operation.
  • the side channel machine is designed in one or more stages.
  • the at least one gas inlet opening and the at least one gas outlet opening are arranged spaced from one another in the flow direction of the gas about the axis of rotation. It is advantageous if between these an angle about the axis of rotation of at least 170 ° is present.
  • the impeller is conveniently located with a motor or drive in direct or indirect drive connection.
  • the at least one breaker is preferably mounted on the housing or an integral part of the same.
  • the at least one gas inlet nozzle and / or the at least one gas outlet nozzle is / are preferably mounted on the housing or an integral part of the same.
  • the gas is delivered from the at least one gas inlet port in a direction of flow about the axis of rotation to the at least one gas outlet port located downstream of the at least one gas inlet port.
  • the gas is thus guided essentially annularly in the side channel. It is preferably pressed in the side channel by the centrifugal force occurring radially outward and then back to the radially inner region of the side channel with respect to the axis of rotation where it re-enters impeller cells between adjacent impeller blades and undergoes centrifugal force again.
  • gas inlet openings and exactly one gas outlet opening and exactly one breaker are present.
  • more than two gas inlet openings a plurality of gas outlet openings and / or breakers are provided.
  • the side channel machine has two impeller floods.
  • exactly one gas inlet port is provided, which is designed to divide the gas, in particular evenly, on the two impeller floods.
  • each impeller flood associated with a gas inlet connection.
  • the at least one gas outlet connection connects substantially tangentially to the side channel for substantially tangential discharge of the gas from the side channel. Due to the substantially tangential arrangement of the at least one gas outlet nozzle on the side channel pressure losses can be reduced, which leads to an improvement in the efficiency of the side channel machine. It is advantageous if the at least one gas outlet connection adjoins the side channel in an absolutely tangential manner for the tangential discharge of the gas from the side channel. Conveniently, between an upstream connection of the at least one gas outlet nozzle to the side channel and a downstream outlet of this gas outlet nozzle, an angle about the axis of rotation between 280 ° and 320 °, more preferably between 290 ° and 310 ° before. This embodiment also results in a reduction of the pressure losses.
  • the side channel is delimited by a radially outer cover with respect to the axis of rotation, wherein the at least one gas outlet nozzle is connected to the ceiling essentially without transition and substantially tangentially.
  • the at least one gas outlet connection connects in an absolutely transitionless and tangential manner to a ceiling bounding the side channel radially outwards.
  • the side channel is delimited by a radially inner bottom with respect to the rotation axis, wherein the at least one gas outlet connection connects to the bottom essentially without transition and substantially tangentially.
  • the remarks on the radially outer ceiling are essentially analogous to the dependent claim 5. It is advantageous if the at least one gas outlet connection connects absolutely tangentially and tangentially to a bottom side bounding the side channel radially inwards.
  • a flow cross-section in the at least one gas outlet nozzle in the direction of flow of the gas is at least extended expansively, preferably at least in an upstream beginning region of the at least one gas outlet nozzle opposite flow guide walls of the at least one gas outlet nozzle an expansion angle of at most 1 1 °, preferably at most 9 ° to each other.
  • the at least one gas outlet nozzle has at least one wall, which is radially inner, preferably with respect to the axis of rotation, which runs essentially parallel to an absolute velocity vector of the gas flowing in the side channel downstream of the at least one interrupter ,
  • the at least one breaker which ensures a particularly quiet operation of the side channel machine.
  • the gas thus conveniently passes along the at least one wall of the at least one gas outlet nozzle. It is advantageous if this at least one wall is present at the at least one breaker. It is expedient for the at least one wall to run absolutely parallel to an absolute velocity vector of the gas flowing in the side channel adjacent to the at least one interrupter.
  • a breaker gas mass flow harmless in the at least one gas outlet nozzle is discharged.
  • the at least one discharge channel is advantageously circular in cross section and preferably extends radially with respect to the axis of rotation. In particular, it extends straight.
  • the embodiment of sub claim 3 prevents that at certain operating points of the side channel machine gas unintentionally from the least flows back least a gas outlet in the side channel or the at least one breaker, which would be unfavorable in terms of efficiency and noise. It is advantageous if the at least one valve is arranged on the output side with respect to the flow of the gas at the at least one interrupter.
  • the gas from at least one of the, at least one discharge channel adjacent impeller cells functionally reliable sucked in a simple manner. It is advantageous if the cross-sectional constriction necessary for the formation of the Venturi arrangement is present in the at least one gas outlet nozzle.
  • the gas from at least one of the at least one discharge channel adjacent impeller cells can be sucked functionally reliable in a simple manner.
  • the gas from at least one of the impeller cells adjacent to the at least one discharge channel can be reliably sucked out in a reliable manner.
  • At least one expansion groove extending from the side channel is attached. assigns. Due to the at least one expansion groove, the relaxation sound of the gas, which arises during operation of the side channel machine by the exiting from the impeller cells, tensioned interrupter gas mass flow, can be reduced. Furthermore, useful volume flows can be reduced by blocking an inflow cross section.
  • the embodiment according to the dependent claim 1 1 effectively prevents the formation of noise and turbulence.
  • the at least one gas inlet connection adjoins the side channel in an absolutely tangential manner for the tangential introduction of the gas into the side channel.
  • FIG. 1 is a view of a conventional side channel machine and a flanged to this drive, the side channel machine is shown in longitudinal section, a plan view of a side-channel machine according to the invention according to a first embodiment, a FIG. 2 corresponding plan view of a side channel machine according to the invention according to a second embodiment, a FIG. 2 corresponding plan view of a side channel machine according to the invention according to a third embodiment, a simplified view, which essentially illustrates a gas outlet nozzle, a part of an impeller and a part of a breaker of a side-channel machine according to the invention according to a fourth embodiment, a simplified view corresponding to FIG.
  • FIG. 5 which is a gas outlet nozzle, a part an impeller and a part of a breaker of a side-channel machine according to the invention according to a fifth embodiment
  • a simplified view corresponding to FIG. 5 which essentially comprises a gas outlet nozzle, a part of an impeller and a Part of a breaker of a side channel machine according to the invention illustrated according to a sixth embodiment
  • FIG. 8 is a simplified view corresponding to FIG.
  • FIG. 7 Essentially illustrates a gas outlet nozzle, a part of an impeller and a part of a breaker of a side channel machine according to the invention according to a seventh embodiment.
  • a conventional side-channel blower 1 comprises an impeller 3 provided with impeller blades 2, which rotates in a housing 4 about one
  • Longitudinal axis or rotation axis 5 is rotatably mounted.
  • a conventional drive 7 For the rotary drive of the impeller 3 is a conventional drive 7. The gas is thus conveyed in the housing 4 accordingly.
  • the housing 4 comprises a first housing part 8 and a second housing part 9.
  • the first housing part 8 and the second housing part 9 are joined together as shown in FIG. 1 and together enclose the rotatably mounted on a drive shaft 10, rotatably driven impeller 3 with the impeller blades 2.
  • the impeller 3 is formed like a disk. It comprises an inner impeller hub 1 1 with a central, circular hub bore 12.
  • the impeller hub 1 1 is formed by an inner, the hub bore 12 radially outwardly limiting hub base 13 and a subsequent thereto, radial, annular hub disc 14 ,
  • the impeller 3 comprises a radially outer support ring 15, which adjoins the outer side of the hub disc 14 and this overlaps on both sides in the direction of the longitudinal central axis 5.
  • the support ring 15 carries distributed in the circumferential direction a plurality of the impeller blades 2, which project radially from the support ring 15.
  • the impeller blades 2 are equidistant from each other. orderly.
  • impeller cells 50 are limited in the circumferential direction.
  • the first housing part 8 has a central hub portion 16 which radially and axially limits a sub-hub receiving space 17.
  • the hub portion 16 is penetrated by a central shaft bore 18, which opens into the sub-hub receiving space 17.
  • the hub portion 16 is adjoined by an annular side wall 19 that extends radially outward from the hub portion 16.
  • a peripheral channel section 20 adjoins the outside.
  • the hub portion 16, the side wall 19 and the channel portion 20 are formed as a one-piece casting and form the first housing part 8.
  • an annular side wall 24 connects, which extends radially outward.
  • a circumferential channel portion 25 is externally connected.
  • a rolling bearing 26 is arranged for the drive shaft 10.
  • the hub portion 22, the side wall 24 and the channel portion 25 are formed as a one-piece casting and together form the second housing part.
  • the first housing part 8 and the second housing part 9 are connected to one another in the assembled state such that the two partial hub receiving spaces 17, 23 together define a hub receiving space 27 and the two channel sections 20, 25 together form a side channel 28 to promote the gas.
  • the two side walls 19, 24 are spaced parallel to each other.
  • the side channel 28 extends annularly around the longitudinal center axis 5.
  • the second housing part 9 is designed as a housing cover, which is removable from the first housing part 8.
  • a reverse embodiment is alternatively possible.
  • the side channel blower 1 has two gas inlet ports 29. On each housing part 8, 9, a gas inlet port 29 is arranged. Each gas inlet port 29 supplies a flood of the side channel 28. In the operation of the side channel blower 1 via the gas inlet port 29, the gas to be delivered in a flow direction 30 in the side channel blower 1 can be inserted.
  • the side channel blower 1 has a gas outlet port (not shown) formed by the two housing parts 8, 9.
  • the gas outlet nozzle is in flow communication with the side channel 28.
  • the gas inlet port 29 and the gas outlet port extend substantially perpendicular to each other.
  • the hub base 13 of the impeller 3 In the hub receiving space 27 defined by the boss portions 16, 22, in the assembled state of the side duct fan 1 arranged the hub base 13 of the impeller 3, wherein the hub bore 12 is penetrated by the drive shaft 10. Between the mutually spaced side walls 18, 24 of the housing 4, the hub disc 14 of the impeller 3 extends from the hub 13 radially outward.
  • the support ring 15 and the impeller blades 2 are located in the peripheral side channel 28th
  • the side channel blower la of the side channel 28 is spatially limited by a bottom 35 radially inward and by a ceiling 36 radially outward with respect to the longitudinal central axis 5.
  • the base 35 and the cover 36 lie opposite one another and extend at a distance from one another while limiting the side channel 28. They are formed on the housing 4a.
  • a gas outlet nozzle 31a is connected essentially tangentially to the side channel 28, so that gas conveyed in a conveying direction 6 substantially tangentially secures the side channel 28 via a gas outlet opening 33 in the housing 4a leaves.
  • a gas deflection point in which the conveyed gas slightly radially outward with respect to the Longitudinal axis 5 is deflected.
  • the pumped gas is deflected slightly in the area of the floor 35 as well as in the area of the ceiling 36.
  • the gas outlet 31a extends substantially uniformly in the flow direction 32 of the gas.
  • the at least one gas inlet connection 29a is connected substantially tangentially to the side channel 28, so that the conveyed gas is substantially tangential via at least one gas inlet opening 34 in the housing 4a into the side channel 28 entry.
  • a breaker 39 is arranged in the side channel 28.
  • the breaker 39 has a side wall 40 adjacent to the gas outlet opening 33. Further, the breaker 39 has a radially inner inner wall 41 with respect to the longitudinal central axis 5 and a radially outer outer wall 42 opposite the inner wall 41.
  • Structurally identical components are given the same reference numerals as in the side channel blowers 1, 1a according to FIG. 1 and 2. Functionally similar, but constructively different components receive the same reference numerals with a subordinate "b".
  • the at least one gas inlet connection 29a again connects substantially tangentially to the side channel 28.
  • the gas outlet port 31b connects absolutely or completely tangentially to the side channel 28. According to Fig. 3, the connection between the side channel 28 and the gas outlet port 31b is seamless. This applies both to the radially inner and the radially outer guide of the gas with respect to the longitudinal central axis 5.
  • the gas outlet port 31b widens downstream of the gas outlet port 33.
  • the angle b is at most 9 °.
  • a connection angle c before the longitudinal center axis 5, which is between 290 ° and 310 ° is advantageously.
  • the breaker 39c is penetrated by a discharge passage 43 which extends radially between the inner wall 41 of the breaker 39c and the outer wall 42 of the breaker 39c with respect to the longitudinal center axis 5. As shown in FIG.
  • the discharge channel 43 has a cross-sectional area A.
  • the discharge channel 43 is adjoined on the downstream side, radially inward by a suction channel 44 which opens at a distance from the discharge channel 43 into the side channel 28.
  • the mouth or inlet 45 of the suction channel 44 in the side channel 28 is located approximately opposite to the discharge channel 43.
  • the inlet opening 45 is spaced at an angle d about the longitudinal central axis 5 to the discharge channel 43, which is between 120 ° and 140 °.
  • the suction channel 44 has a larger, in particular substantially larger, cross-sectional area B than the discharge channel 43.
  • gas is sucked out of an impeller cell 50 of the rotating impeller 3, which is just adjacent to an inlet opening 56 of the discharge channel 43 opening into the side channel 28.
  • the gas transport can be achieved for example by corresponding pressure differences, in particular between inlet opening 56 and inlet opening 45.
  • the prevailing pressure at the inlet opening 45 is smaller than at the inlet opening 56.
  • the impeller cells 50 are spatially limited in the circumferential direction of the side channel 28 by adjacently arranged impeller blades 2. The gas then flows in the suction channel 44 and re-enters the side channel 28 via the inlet opening 45.
  • the outer wall 42d of the breaker 39d which also forms the flow passage wall 37, extends parallel to an absolute velocity vector an absolute velocity direction 46 of the gas flowing immediately upstream of the breaker 39d at the flow point P.
  • the absolute velocity vector 46 is by adding the peripheral velocity of the impeller 3 about the longitudinal central axis 5 and the relative velocity of the gas radially outward with respect to the longitudinal central axis 5.
  • an angle e which is preferably between 15 ° and 40 °, more preferably between 20 ° and 30 °.
  • the gas outlet 31 can expand in the flow direction 32.
  • the discharge channel 43e which establishes a flow connection between the side channel 28 and the gas channel. Outlet 31 produces.
  • the discharge channel 43e extends radially or essentially radially with respect to the longitudinal central axis 5.
  • pu> ⁇ where pu is the prevailing pressure in the impeller cell 50 at the discharge channel 43 e and ⁇ is the prevailing pressure downstream of the discharge channel 43e in the gas outlet port 31, applies to functionally reliable extraction.
  • a discharge of the gas via the discharge channel 43 e from the side channel 28 to the gas outlet nozzle 31 is particularly reliable, even if the following condition is met:
  • AK cross-sectional area of the side channel 28 on the pressure side
  • the intake volume flow is thus of the peripheral speed of the impeller, the cross-sectional area of the side channel on the pressure side, the pressure ratio across the side channel blower and the diameter of the Impeller on the impeller blade foot and the outer diameter of the impeller dependent.
  • a dead space depression 47 emerges from the gas outlet port 31 or the outer wall 42e of the interrupter 39e.
  • the discharge channel 43 e opens into the dead space depression 47.
  • an automatic valve plate 49 is attached to the breaker 39e via at least one fastening means 48, which in its closed position, the discharge channel 43e at the downstream
  • valve plate 49 is at least partially lifted by the breaker 39e and thus releases the discharge channel 43e at least partially for the gas.
  • the gas outlet nozzle 31 thus has an expanded cross-sectional area.
  • a gas dead space area is created during operation of the side channel blower le.
  • a reduced pressure of the gas is then present in the dead space depression 47, so that gas is sucked out of the impeller cell 50 when the valve plate 49 is open, which gas is just adjacent to the discharge channel 43 e.
  • the valve plate 49 prevents in its closed position, an unintentional backflow of the gas from the gas outlet port 31 and the dead space recess 47 in the discharge channel 43 e and the side channel 28th
  • valve plate 49 An embodiment without valve plate 49 is alternatively possible.
  • the valve plate 49 may also be present in the embodiment according to FIG. 6 without dead space depression 47.
  • a discharge of the gas via the discharge channel 43 e from the side channel 28 to the gas outlet nozzle 31 is particularly reliable when the following condition is met:
  • a v Cross-sectional area of venturi vena contracta in the gas outlet port 31
  • the intake flow rate is thus the impeller peripheral speed, the pressure side cross sectional area, the pressure ratio across the side channel blower, and the impeller blade foot diameter and the outside diameter of the impeller as well as the cross-sectional area of the vena contracta of the venturi in the gas outlet port.
  • the side channel blower 1f has, instead of the dead space depression 47 at the interrupter 39f, a flow reduction protrusion 51 that jumps into the gas outlet 31.
  • the discharge channel 43f also penetrates the Flow reduction projection 51.
  • a valve plate 49 is again arranged on the flow reduction projection 51 via at least one fastening means 48.
  • the gas outlet nozzle 31 has a reduced flow cross section, so that there is a particularly high flow velocity of the delivered gas.
  • there is consequently a reduced pressure there so that gas is sucked out of the impeller cell 50, which is just adjacent to the discharge channel 43f, via the discharge channel 43f into the gas outlet nozzle 31. It is virtually created a Venturi nozzle or arrangement.
  • the breaker 39 g is at least one expansion groove 52, which extends from the side channel 28. Between an upstream starting point 53 of the expansion groove 52 and an axial or circumferential impeller cell opening 54, a distance x is preferably present which corresponds to at least 1.5 times the spacing r of adjacent impeller blades 2 about the longitudinal central axis 5 relative to one another , In the conveying direction 6, the radial depth t of the expansion groove 52 gradually increases in relation to the longitudinal central axis 5.
  • the angle e of the expansion groove 52 is favorably governed by the pressure ratio pz / pi and the peripheral speed u of the impeller, where pz is the prevailing pressure in the impeller cells 50 and pi is the suction pressure of the side duct fan is.
  • the at least one expansion groove 52 can then be dimensioned according to the known laws of the "Prandtl-Meyer corner flow".

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  • Structures Of Non-Positive Displacement Pumps (AREA)

Abstract

Die Erfindung betrifft eine Seitenkanal-Maschine, die ein Gehäuse (4a), einen in dem Gehäuse (4a) befindlichen Seitenkanal (28) zur Führung eines Gases und mindestens eine, mit dem Seitenkanal (28) in Strömungsverbindung stehende, in dem Gehäuse (4a) ausgebildete Gas-Einlassöffnung (34) aufweist. Ferner hat die Seitenkanal-Maschine mindestens einen, sich an die mindestens eine Gas-Einlassöffnung (34) anschließenden Gas-Einlassstutzen (29a). Die Seitenkanal-Maschine umfasst außerdem mindestens eine Gas-Auslassöffnung (33) und mindestens einen, sich an die mindestens eine Gas-Auslassöffnung (33) anschließenden Gas-Auslassstutzen (31a). Ferner weist die Seitenkanal-Maschine ein in dem Gehäuse (4a) drehbares Laufrad mit indem Seitenkanal (28) angeordneten, Laufrad-Zellen begrenzenden Laufrad-Schaufeln zur Förderung des sich in den Laufrad-Zellen befindlichen Gases von der mindestens einen Gas-Einlassöffnung (34) zu der mindestens einen Gas-Auslassöffnung (33) auf. Die Seitenkanal-Maschine weist ferner mindestens einen zwischen der mindestens einen Gas-Einlassöffnung (34) und der mindestens einen Gas-Auslassöffnung (33) angeordneten Unterbrecher (39) auf.

Description

SEITENKANAL-MASCHINE (VERDICHTER, VAKUUMPUMPE ODER GEBLÄSE) MIT EINEM
ENTNAHMEKANAL IM ABSTREIFER
Die vorliegende Patentanmeldung nimmt die Priorität der deutschen Patentanmeldung DE 10 2015 213 549.7 in Anspruch, deren Inhalt durch Be- 5 zugnahme hierin aufgenommen wird.
Die Erfindung betrifft eine Seitenkanal-Maschine.
Seitenkanal-Maschinen sind aus dem Stand der Technik allgemein bekannt.0 Seitenkanal-Maschinen sind imstande, Gas zu fördern bzw. zu verdichten.
Gattungsgemäße Seitenkanal-Maschinen sind aus der DE 103 34 950 AI, DE 197 08 953 AI, DE 103 34 812 AI bzw. DE 199 06 515 Cl beispielsweise bekannt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Seitenkanal-Maschine bereitzustellen, die einen besonders hohen Wirkungsgrad hat und äußerst geräuscharm arbeitet. Ferner soll die Seitenkanal-Maschine eine sehr hohe
Leistungsdichte haben.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch die in dem unabhängigen Anspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Geometrieoptimierung und gezielte Strömungsführung der Seitenkanal-Maschine bewirken eine Verbesserung von mindestens einem Leistungsparameter derselben. Vorteilhafter-5 weise ist die Leistungsdichte, der Wirkungsgrad und/oder die Geräuschentwicklung der Seitenkanal-Maschine gegenüber herkömmlicher Seitenkanal-Maschinen verbessert. Bei dem zu fördernden Gas handelt es sich vorzugsweise um Luft oder um ein technisches Gas. Die Seitenkanal- Maschine ist vorzugsweise als Seitenkanal-Gebläse oder Seitenkanal- Verdichter ausgeführt. Es ist von Vorteil, wenn die Seitenkanal-Maschine im Stande ist, im Vakuum- und/oder Kompressor-Betrieb zu arbeiten.
Die Seitenkanal-Maschine ist ein- oder mehrstufig ausgebildet.
Die mindestens eine Gas-Einlassöffnung und die mindestens eine Gas- Auslassöffnung sind in Strömungsrichtung des Gases um die Rotationsachse beabstandet zueinander angeordnet. Es ist von Vorteil, wenn zwischen diesen ein Winkel um die Rotationsachse von mindestens 170° vorliegt.
Das Laufrad steht günstigerweise mit einem Motor bzw. Antrieb in direkter oder indirekter Antriebsverbindung.
Der mindestens eine Unterbrecher ist vorzugsweise an dem Gehäuse mon- tiert oder integraler Bestandteil desselben.
Der mindestens eine Gas-Einlassstutzen und/oder der mindestens eine Gas- Auslassstutzen ist/sind vorzugsweise an dem Gehäuse montiert oder integraler Bestandteil desselben.
Im Betrieb der Seitenkanal-Maschine wird das Gas von der mindestens einen Gas-Einlassöffnung in einer Strömungsrichtung um die Rotationsachse zu der mindestens einen Gas-Auslassöffnung gefördert, die stromabwärts zu der mindestens einen Gas-Einlassöffnung angeordnet ist. Das Gas ist so im Wesentlichen ringartig in dem Seitenkanal geführt. Es wird dabei vorzugsweise in dem Seitenkanal durch die auftretende Zentrifugalkraft nach radial außen gedrückt und anschließend wieder zum radial innenliegenden Bereich des Seitenkanals in Bezug auf die Rotationsachse geführt, wo es wieder in Laufrad-Zellen zwischen benachbarten Laufrad- Schaufeln eintritt und der Zentrifugalkraft erneut unterliegt.
Es ist von Vorteil, wenn zwei, günstigerweise nebeneinander angeordnete, Gas-Einlassöffnungen und genau eine Gas-Auslassöffnung sowie genau ein Unterbrecher vorhanden sind. Alternativ sind mehr als zwei Gas- Einlassöffnungen, mehrere Gas-Auslassöffnungen und/oder Unterbrecher vorgesehen. Es ist zweckmäßig, wenn die Seitenkanal-Maschine zwei Laufrad-Fluten hat. Beispielsweise ist genau ein Gas-Einlassstutzen vorhanden, der ausgebildet ist, das Gas, insbesondere gleichmäßig, auf die zwei Laufrad-Fluten aufzuteilen. Alternativ ist beispielsweise jeder Laufrad-Flut ein Gas- Einlass stutzen zugeordnet.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.
Es ist von Vorteil, wenn sich der mindestens eine Gas-Auslassstutzen im Wesentlichen tangential an den Seitenkanal zum im Wesentlichen tangentialen Abführen des Gases aus dem Seitenkanal anschließt. Durch die im Wesentlichen tangentiale Anordnung des mindestens einen Gas-Auslassstutzens an dem Seitenkanal sind Druckverluste reduzierbar, was zu einer Verbesserung des Wirkungsgrads der Seitenkanal-Maschine führt. Es ist von Vorteil, wenn sich der mindestens eine Gas-Auslassstutzen absolut tangential an den Seitenkanal zum tangentialen Abführen des Gases aus dem Seitenkanal anschließt. Günstigerweise liegt zwischen einem stromaufwärtigen Anschluss des mindestens einen Gas-Auslassstutzens an den Seitenkanal und einem stromabwärtigen Auslass dieses Gas-Auslassstutzens ein Winkel um die Rotationsachse zwischen 280° und 320°, bevorzugter zwischen 290° und 310°, vor. Auch diese Ausgestaltung ergibt eine Reduzierung der Druckverluste.
Es ist von Vorteil, wenn der Seitenkanal durch eine in Bezug auf die Rotationsachse radial äußere Decke begrenzt ist, wobei sich der mindestens eine Gas-Auslassstutzen im Wesentlichen übergangslos und im Wesentlichen tangential an die Decke anschließt. Durch diese Ausgestaltung sind Wirbelablösungen an den Laufrad-Schaufeln und an dem mindestens einen Gas- Auslassstutzen reduzierbar, wodurch Kennlinien-Einbußen bzw. Druckverluste vermeidbar sind. Ferner sind so Betriebsgeräusche der Seitenkanal- Maschine reduzierbar. Es ist von Vorteil, wenn sich der mindestens eine Gas-Auslassstutzen absolut übergangslos und tangential an eine den Seitenkanal nach radial außen begrenzende Decke anschließt.
Vorzugsweise ist der Seitenkanal durch einen in Bezug auf die Rotations- achse radial inneren Boden begrenzt, wobei sich der mindestens eine Gas- Auslassstutzen im Wesentlichen übergangslos und im Wesentlichen tangential an den Boden anschließt. Die Ausführungen zu der radial äußeren Decke gelten im Wesentlichen analog zu dem Unteranspruch 5. Es ist von Vorteil, wenn sich der mindestens eine Gas-Auslassstutzen absolut über- gangslos und tangential an einen den Seitenkanal nach radial innen begrenzenden Boden anschließt.
Es ist zweckmäßig, wenn sich ein Strömungsquerschnitt in dem mindestens einen Gas-Auslassstutzen in Strömungsrichtung des Gases zumindest be- reichsweise erweitert, wobei vorzugsweise zumindest in einem stromauf- wärtigen Anfangsbereich des mindestens einen Gas-Auslassstutzens einander gegenüberliegende Strömungsführungswände des mindestens einen Gas-Auslassstutzens einen Erweiterungswinkel von höchstens 1 1 °, bevor- zugter von höchstens 9°, zueinander einnehmen.
Es ist von Vorteil, wenn der mindestens eine Gas-Auslassstutzen mindestens eine, vorzugsweise in Bezug auf die Rotationsachse radial innere, Wand aufweist, die im Wesentlichen parallel zu einem Absolutgeschwin- digkeitsvektor des in dem Seitenkanal benachbart stromabwärts zu dem mindestens einen Unterbrecher strömenden Gases verläuft. Bei dieser Seitenkanal-Maschine sind Auftreffgeräusche des Gases auf den mindestens einen Unterbrecher verhinderbar, was einen besonders geräuscharmen Betrieb der Seitenkanal-Maschine gewährleistet. Das Gas streicht so günsti- gerweise an der mindestens einen Wand des mindestens einen Gas- Auslassstutzens entlang. Es ist von Vorteil, wenn diese mindestens eine Wand an dem mindestens einen Unterbrecher vorliegt. Es ist zweckmäßig, wenn die mindestens eine Wand absolut parallel zu einem Absolutge- schwindigkeitsvektor des in dem Seitenkanal benachbart stromaufwärts zu dem mindestens einen Unterbrecher strömenden Gases verläuft.
Bei der Seitenkanal-Maschine gemäß dem Unteranspruch 2 ist ein Unterbrecher-Gas-Massenstrom unschädlich in den mindestens einen Gas- Auslassstutzen abführbar. Der mindestens eine Abführkanal ist günstiger- weise im Querschnitt kreisförmig und verläuft vorzugsweise radial in Bezug auf die Rotationsachse. Er erstreckt sich insbesondere gerade.
Die Ausgestaltung des Unteranspruchs 3 verhindert, dass bei bestimmten Betriebspunkten der Seitenkanal-Maschine Gas ungewollt aus dem mindes- tens einen Gas-Auslassstutzen in den Seitenkanal bzw. den mindestens einen Unterbrecher zurückströmt, was in Bezug auf Wirkungsgrad und Geräuschentwicklung ungünstig wäre. Es ist von Vorteil, wenn das mindestens eine Ventil im Wesentlichen ausgangsseitig in Bezug auf die Strö- mung des Gases an dem mindestens einen Unterbrecher angeordnet ist.
Durch die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 4 ist auf einfache Art und Weise das Gas aus mindestens einer der, zu dem mindestens einen Abführkanal benachbarten Laufrad-Zellen funktionssicher absaugbar. Es ist von Vorteil, wenn die zur Bildung der Venturi- Anordnung notwendige Querschnittsverengung in dem mindestens einen Gas-Auslassstutzen vorliegt.
Durch die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 5 ist auf einfache Art und Weise das Gas aus mindestens einer der, zu dem mindestens einen Abführkanal benachbarten Laufrad-Zellen funktionssicher absaugbar.
Durch die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 6 ist auf einfache Art und Weise das Gas aus mindestens einer der, zu dem mindestens einen Ab- führkanal benachbarten Laufrad-Zellen funktionssicher absaugbar.
Durch die in dem Unteranspruch 8 angegebene Beabstandung zwischen der stromabwärtigen Eintrittsöffnung des mindestens einen Absaugkanals in den Seitenkanal und einem stromaufwärtigen Beginn des mindestens einen Absaugkanals sind Beeinträchtigungen des Ansaugens des Gases in den mindestens einen Absaugkanal verhinderbar.
Gemäß dem Unteranspruch 9 ist in dem mindestens einen Unterbrecher mindestens eine, von dem Seitenkanal ausgehende Entspannungsnut ange- ordnet. Durch die mindestens eine Entspannungsnut ist das Entspannungsgeräusch des Gases, das im Betrieb der Seitenkanal-Maschine durch den aus den Laufrad-Zellen austretenden, gespannten Unterbrecher-Gas- Massenstrom entsteht, reduzierbar. Ferner sind Nutz- Volumenströme durch Blockieren eines Einströmquerschnitts reduzierbar.
Durch die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 10 sind Einflüsse der Zellenentspannung in dem mindestens einen Gas-Einlassstutzen vermeidbar, sodass der Nutz- Ansaug- Volumenstrom unbeeinflusst bleibt.
Die Ausgestaltung gemäß dem Unteranspruch 1 1 verhindert wirksam die Entstehung von Geräuschen und Turbulenzen.
Durch die im Wesentlichen tangentiale Anordnung des mindestens einen Gas-Einlassstutzens an den Seitenkanal gemäß dem Unteranspruch 12 sind Druckverluste reduzierbar, was zu einer Verbesserung des Wirkungsgrads der Seitenkanal-Maschine führt. Es ist von Vorteil, wenn sich der mindestens eine Gas-Einlassstutzen absolut tangential an den Seitenkanal zum tangentialen Einführen des Gases in den Seitenkanal anschließt.
Nachfolgend werden unter Bezugnahme auf die beigefügte Zeichnung bevorzugte Ausführungsformen der Erfindung beispielhaft beschrieben. Dabei zeigen: Fig. 1 eine Ansicht einer herkömmlichen Seitenkanal-Maschine und eines an diese angeflanschten Antriebs, wobei die Seitenkanal-Maschine im Längsschnitt dargestellt ist, eine Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Seitenkanal- Maschine gemäß einer ersten Ausführungsform, eine der Fig. 2 entsprechende Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Seitenkanal-Maschine gemäß einer zweiten Ausführungsform, eine der Fig. 2 entsprechende Draufsicht auf eine erfindungsgemäße Seitenkanal-Maschine gemäß einer dritten Ausführungsform, eine vereinfachte Ansicht, die im Wesentlichen einen Gas- Auslassstutzen, einen Teil eines Laufrads und einen Teil eines Unterbrechers einer erfindungsgemäßen Seitenkanal- Maschine gemäß einer vierten Ausführungsform veranschaulicht, eine der Fig. 5 entsprechende vereinfachte Ansicht, die im Wesentlichen einen Gas-Auslassstutzen, einen Teil eines Laufrads und einen Teil eines Unterbrechers einer erfindungsgemäßen Seitenkanal-Maschine gemäß einer fünften Ausführungsform veranschaulicht, eine der Fig. 5 entsprechende vereinfachte Ansicht, die im Wesentlichen einen Gas-Auslassstutzen, einen Teil eines Laufrads und einen Teil eines Unterbrechers einer erfindungsgemäßen Seitenkanal-Maschine gemäß einer sechsten Ausführungsform veranschaulicht, und Fig. 8 eine der Fig. 5 entsprechende vereinfachte Ansicht, die im
Wesentlichen einen Gas-Auslassstutzen, einen Teil eines Laufrads und einen Teil eines Unterbrechers einer erfindungsgemäßen Seitenkanal-Maschine gemäß einer siebten Ausführungsform veranschaulicht.
Zunächst Bezug nehmend auf Fig. 1, die zur allgemeinen Erläuterung dient, umfasst ein herkömmliches Seitenkanal-Gebläse 1 ein mit Laufrad- Schaufeln 2 versehenes Laufrad 3, das in einem Gehäuse 4 um eine
Längsmittelachse bzw. Rotationsachse 5 drehbar gelagert ist. Zum Drehantrieb des Laufrads 3 dient ein herkömmlicher Antrieb 7. Das Gas wird so entsprechend in dem Gehäuse 4 gefördert.
Das Gehäuse 4 umfasst ein erstes Gehäuseteil 8 und ein zweites Gehäuse- teil 9. Das erste Gehäuseteil 8 und das zweite Gehäuseteil 9 sind gemäß Fig. 1 zusammengefügt und umschließen gemeinsam das auf einer Antriebswelle 10 drehfest angeordnete, drehantreibbare Laufrad 3 mit den Laufrad- Schaufeln 2. Das Laufrad 3 ist scheibenartig ausgebildet. Es umfasst eine innere Laufrad-Nabe 1 1 mit einer zentralen, kreisförmigen Nabenbohrung 12. Die Laufrad-Nabe 1 1 ist durch einen inneren, die Nabenbohrung 12 radial nach außen begrenzenden Nabenfuß 13 sowie eine sich an diesen anschließende, radiale, kreisringförmige Nabenscheibe 14 gebildet. Ferner umfasst das Laufrad 3 einen radial äußeren Tragring 15, der sich außenseitig an die Nabenscheibe 14 anschließt und diese in Richtung der Längsmittelachse 5 beidseitig überlappt. Der Tragring 15 trägt in Umfangsrichtung verteilt eine Vielzahl der Laufrad-Schaufeln 2, die von dem Tragring 15 radial abstehen. Insbesondere sind die Laufrad-Schaufeln 2 äquidistant zueinander an- geordnet. Durch die Laufrad-Schaufeln 2 sind Laufrad-Zellen 50 in Um- fangsrichtung begrenzt.
Die zentrale Nabenbohrung 12 dient zur Aufnahme der Antriebswelle 10. Zur Übertragung eines von der Antriebswelle 10 aufgebrachten Drehmoments auf die Laufrad-Nabe 1 1 zur Rotation des Laufrads 3 ist eine herkömmliche Passfeder- Verbindung zwischen der Antriebswelle 10 und dem Nabenfuß 13 vorgesehen. Das erste Gehäuseteil 8 hat einen zentralen Nabenabschnitt 16, der einen Teil-Naben- Aufnahme-Raum 17 radial und axial begrenzt. Der Nabenabschnitt 16 ist von einer zentralen Wellenbohrung 18 durchsetzt, die in den Teil-Naben- Aufnahme-Raum 17 mündet. An den Nabenabschnitt 16 schließt sich eine ringförmige Seitenwand 19 an, die von dem Nabenab- schnitt 16 radial nach außen verläuft. An die Seitenwand 19 grenzt außenseitig ein umlaufender Kanalabschnitt 20 an. Der Nabenabschnitt 16, die Seitenwand 19 und der Kanalabschnitt 20 sind als einstückiges Gußteil ausgebildet und bilden das erste Gehäuseteil 8. Das zweite Gehäuseteil 9, das mittels mehrerer Verbindungsschrauben 21 mit dem ersten Gehäuseteil 8 verschraubt ist, weist wieder einen zentralen Nabenabschnitt 22 auf, der einen Teil-Naben- Aufnahme-Raum 23 radial und axial begrenzt. An den Nabenabschnitt 22 schließt sich eine ringförmige Seitenwand 24 an, die radial nach außen verläuft. Mit der Seitenwand 24 ist außenseitig ein umlaufender Kanalabschnitt 25 verbunden. In dem Nabenabschnitt 22 ist ein Wälzlager 26 für die Antriebswelle 10 angeordnet. Der Nabenabschnitt 22, die Seitenwand 24 und der Kanalabschnitt 25 sind als einstückiges Gußteil ausgebildet und bilden zusammen das zweite Gehäuseteil 9. Das erste Gehäuseteil 8 und das zweite Gehäuseteil 9 sind in zusammengesetztem Zustand so miteinander verbunden, dass die beiden Teil-Naben- Aufnahme-Räume 17, 23 gemeinsam einen Naben- Aufnahme-Raum 27 begrenzen und die beiden Kanalabschnitte 20, 25 gemeinsam einen Seitenkanal 28 zur Förderung des Gases begrenzen. Die beiden Seitenwände 19, 24 verlaufen dabei beabstandet parallel zueinander. Der Seitenkanal 28 erstreckt sich ringförmig um die Längsmittelachse 5. Günstigerweise ist das zweite Gehäuseteil 9 als Gehäusedeckel ausgeführt, der von dem ersten Gehäuseteil 8 abnehmbar ist. Eine umgekehrte Ausgestaltung ist alternativ möglich.
Das Seitenkanal-Gebläse 1 hat zwei Gas-Einlassstutzen 29. An jedem Ge- häuseteil 8, 9 ist ein Gas-Einlassstutzen 29 angeordnet. Jeder Gas- Einlassstutzen 29 versorgt eine Flut des Seitenkanals 28. Über die Gas- Einlassstutzen 29 ist im Betrieb des Seitenkanal-Gebläses 1 das zu fördernde Gas in einer Strömungsrichtung 30 in das Seitenkanal-Gebläse 1 einführbar.
Ferner hat das Seitenkanal-Gebläse 1 einen Gas-Auslassstutzen (nicht dargestellt), der durch die beiden Gehäuseteile 8, 9 gebildet ist. Der Gas- Auslassstutzen steht mit dem Seitenkanal 28 in Strömungsverbindung. Über den Gas-Auslassstutzen ist das Gas aus dem Seitenkanal-Gebläse 1 in einer Strömungsrichtung 32 abführbar. Die Gas-Einlassstutzen 29 und der Gas-Auslassstutzen erstrecken sich im Wesentlichen senkrecht zueinander.
In dem durch die Nabenabschnitte 16, 22 begrenzten Naben- Aufnahme- Raum 27 ist in zusammengesetztem Zustand des Seitenkanal-Gebläses 1 der Nabenfuß 13 des Laufrads 3 angeordnet, wobei die Nabenbohrung 12 von der Antriebswelle 10 durchdrungen ist. Zwischen den zueinander be- abstandeten Seitenwänden 18, 24 des Gehäuses 4 erstreckt sich die Nabenscheibe 14 des Laufrads 3 von dem Nabenfuß 13 radial nach außen. Der Tragring 15 und die Laufrad-Schaufeln 2 befinden sich dabei in dem umlaufenden Seitenkanal 28.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 2 eine erste Ausführungsform der Erfindung beschrieben, die wie die nachfolgenden Ausführungs- formen bei dem Seitenkanal-Gebläse 1 gemäß Fig. 1 Anwendung finden kann. Auf die Ausführungen zu dem Seitenkanal-Gebläse 1 gemäß Fig. 1 wird verwiesen. Identische Bauteile erhalten nachfolgend dieselben Bezugszeichen wie bei dem Seitenkanal-Gebläse 1 gemäß Fig. 1. Funktionell identische, jedoch konstruktiv unterschiedliche Bauteile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgeordneten„a".
Bei dem Seitenkanal-Gebläse la ist der Seitenkanal 28 durch einen Boden 35 nach radial innen und durch eine Decke 36 nach radial außen in Bezug auf die Längsmittelachse 5 räumlich begrenzt. Der Boden 35 und die De- cke 36 liegen einander gegenüber und verlaufen unter Begrenzung des Seitenkanals 28 beabstandet zueinander. Sie sind an dem Gehäuse 4a gebildet.
Bei dem Seitenkanal-Gebläse la gemäß Fig. 2 ist ein Gas-Auslassstutzen 31a im Wesentlichen tangential an den Seitenkanal 28 angeschlossen, so- dass in einer Förderrichtung 6 gefördertes Gas den Seitenkanal 28 über eine Gas-Auslassöffnung 33 in dem Gehäuse 4a im Wesentlichen tangential verlässt. Zwischen dem Seitenkanal 28 und dem Gas-Auslassstutzen 31a liegt benachbart zu der Gas-Auslassöffnung 33 eine Gas-Umlenkstelle vor, bei der das geförderte Gas geringfügig radial nach außen in Bezug auf die Längsmittelachse 5 umgelenkt wird. Das geförderte Gas wird dabei sowohl im Bereich des Bodens 35 als auch im Bereich der Decke 36 geringfügig umgelenkt. Der Gas-Auslassstutzen 31a erweitert sich im Wesentlichen gleichmäßig in der Strömungsrichtung 32 des Gases.
Wie außerdem aus Fig. 2 hervorgeht, ist der mindestens eine Gas- Einlass stutzen 29a im Wesentlichen tangential an den Seitenkanal 28 ange- schlössen, sodass das geförderte Gas im Wesentlichen tangential über mindestens eine Gas-Einlassöffnung 34 in dem Gehäuse 4a in den Seitenkanal 28 eintritt.
Durch die im Wesentlichen tangentiale Anordnung der Stutzen 29a, 31a an den Seitenkanal 28 sind Druckverluste in dem Seitenkanal-Gebläse la wirksam reduzierbar.
Zwischen der Gas-Auslassöffnung 33 und der mindestens einen Gas- Einlassöffnung 34 ist ein Unterbrecher 39 in dem Seitenkanal 28 angeord- net. Der Unterbrecher 39 hat eine der Gas-Auslassöffnung 33 benachbarte Seitenwand 40. Ferner weist der Unterbrecher 39 eine in Bezug auf die Längsmittelachse 5 radial innere Innenwand 41 und eine der Innenwand 41 gegenüberliegende, radial äußere Außenwand 42. Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 3 eine zweite Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Konstruktiv identische Bauteile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den Seitenkanal-Gebläsen 1, 1a gemäß Fig. 1 bzw. 2. Funktionell gleichartige, jedoch konstruktiv unterschiedliche Bauteile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgeordneten„b". Bei dem Seitenkanal-Gebläse lb schließt sich der mindestens eine Gas- Einlass stutzen 29a wieder im Wesentlichen tangential an den Seitenkanal 28 an.
Der Gas-Auslassstutzen 31b schließt sich absolut bzw. vollkommen tangential an den Seitenkanal 28 an. Gemäß Fig. 3 ist der Anschluss zwischen dem Seitenkanal 28 und dem Gas-Auslassstutzen 31b übergangslos. Dies gilt sowohl für die radial innere als auch die radial äußere Führung des Ga- ses in Bezug auf die Längsmittelachse 5.
Es ist von Vorteil, wenn sich der Gas-Auslassstutzen 31b stromabwärts zu der Gas-Auslassöffnung 33 erweitert. Besonders bevorzugt weicht eine innere, sich an den Boden 35 anschließende Strömungsführungswand 37 des Gas-Auslassstutzens 31b um einen Winkel b von einer Parallelen zu einer gegenüberliegenden äußeren Strömungsführungswand 38 des Gas- Auslassstutzens 31b ab, wie in Fig. 3 gestrichelt dargestellt ist. Der Winkel b beträgt höchstens 9°. Zwischen einem Anschluss 55 des Gas-Auslassstutzens 31b an den Seitenkanal 28 und der radial inneren Strömungsführungswand 37 bei dem Aus- lass des Seitenkanal-Gebläses lb liegt günstigerweise ein Anschlusswinkel c um die Längsmittelachse 5 vor, der zwischen 290° und 310° liegt. Nachfolgend Bezug nehmend auf Fig. 4 wird eine dritte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsformen. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgeordneten„c". Bei dem Seitenkanal-Gebläse lc gemäß Fig. 4 ist der Unterbrecher 39c von einem Abführkanal 43 durchsetzt, der sich zwischen der Innenwand 41 des Unterbrechers 39c und der Außenwand 42 des Unterbrechers 39c radial in Bezug auf die Längsmittelachse 5 erstreckt. Der Abführkanal 43 hat eine Querschnittsfläche A.
An den Abführkanal 43 schließt sich abstromseitig, radial innen ein Absaugkanal 44 an, der beabstandet zu dem Abführkanal 43 in den Seitenka- nal 28 mündet. Die Mündungsstelle bzw. Eintrittsöffnung 45 des Absaugkanals 44 in den Seitenkanal 28 befindet sich in etwa gegenüberliegend zu dem Abführkanal 43. Die Eintrittsöffnung 45 ist um einen Winkel d um die Längsmittelachse 5 zu dem Abführkanal 43 beabstandet, der zwischen 120° und 140° liegt. Der Absaugkanal 44 hat eine größere, insbesondere wesentlich größere, Querschnittsfläche B als der Abführkanal 43.
Über den Abführkanal 43 wird Gas aus einer Laufrad-Zelle 50 des rotierenden Laufrads 3 gesaugt, die sich gerade benachbart zu einer in den Seitenkanal 28 mündenden Einlassöffnung 56 des Abführkanals 43 befindet. Der Gastransport ist beispielsweise durch entsprechende Druckunterschiede, insbesondere zwischen Einlassöffnung 56 und Eintrittsöffnung 45, erzielbar. Insbesondere ist der herrschende Druck bei der Eintrittsöffnung 45 kleiner als bei der Einlassöffnung 56. Die Laufrad-Zellen 50 sind in Um- fangsrichtung des Seitenkanals 28 durch benachbart angeordnete Laufrad- Schaufeln 2 räumlich begrenzt. Das Gas strömt dann in dem Absaugkanal 44 und tritt über die Eintrittsöffnung 45 wieder in den Seitenkanal 28 ein.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 5 eine vierte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Be- zugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsformen. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgeordneten„d". Bei dem Seitenkanal-Gebläse ld gemäß Fig. 5 erstreckt sich die Außenwand 42d des Unterbrechers 39d, die auch die Strömungsfühmngswand 37 bildet, parallel zu einem Absolutgeschwindigkeitsvektor bzw. zu einer Ab- solutgeschwindigkeitsrichtung 46 des unmittelbar stromaufwärts zu dem Unterbrecher 39d strömenden Gases bei dem Strömungspunkt P. Der Ab- solutgeschwindigkeitsvektor 46 ist durch die Addition der Umfangsgeschwindigkeit des Laufrads 3 um die Längsmittelachse 5 und der Relativgeschwindigkeit des Gases nach radial außen in Bezug auf die Längsmittelachse 5 erhalten. Zwischen der Innenwand 41 und der Außenwand 42d liegt ein Winkel e vor, der vorzugsweise zwischen 15° und 40°, bevorzugter zwischen 20° und 30°, liegt.
Der Gas-Auslassstutzen 31 kann sich in Strömungsrichtung 32 erweitern.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 6 eine fünfte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsformen. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Be- zugszeichen mit einem nachgeordneten„e".
Im Gegensatz zu der Ausführungsform gemäß Fig. 5 befindet sich bei dem Seitenkanal-Gebläse le in dem Unterbrecher 39e der Abführkanal 43e, der eine Strömungsverbindung zwischen dem Seitenkanal 28 und dem Gas- Auslassstutzen 31 herstellt. Der Abführkanal 43e erstreckt sich in Bezug auf die Längsmittelachse 5 radial bzw. im Wesentlichen radial.
Für eine funktionssichere Absaugung gilt insbesondere: pu > ρτ, wobei pu der herrschende Druck in der Laufrad-Zelle 50 bei dem Abführkanal 43 e und ρτ der herrschende Druck stromabwärts des Abführkanals 43e in dem Gas-Auslassstutzen 31 ist.
Eine Abführung des Gases über den Abführkanal 43e von dem Seitenkanal 28 zu dem Gas-Auslassstutzen 31 erfolgt besonders funktionssicher, wenn auch die nachfolgend aufgeführte Bedingung erfüllt ist:
Vi : Ansaugvolumenstrom bzw. Absaugvolumenstrom in dem Abführkanal 43 e
u: Umfangsgeschwindigkeit des Laufrads
AK: Querschnittsfläche des Seitenkanals 28 auf Druckseite
p2/pi: Druckverhältnis über dem Seitenkanal-Gebläse le
Di: Durchmesser des Laufrads am Laufrad-Schaufel-Fuß
Da: Außendurchmesser des Laufrads
Der Ansaugvolumenstrom ist somit von der Umfangsgeschwindigkeit des Laufrads, der Querschnittsfläche des Seitenkanals auf Druckseite, dem Druckverhältnis über dem Seitenkanal-Gebläse und dem Durchmesser des Laufrads am Laufrad-Schaufel-Fuß sowie dem Außendurchmesser des Laufrads abhängig.
Von dem Gas-Auslassstutzen 31 bzw. der Außenwand 42e des Unterbre- chers 39e geht gemäß einer bevorzugten Ausführungsform eine Totraum- Mulde 47 aus. Der Abführkanal 43 e mündet in die Totraum-Mulde 47.
In der Totraum-Mulde 47 ist über mindestens ein Befestigungsmittel 48 eine selbsttätige Ventilplatte 49 an dem Unterbrecher 39e befestigt, die in ihrer Schließstellung den Abführkanal 43e an dessen stromabwärtigen
Endbereich gegenüber zu dessen Einlassöffnung 56 verschließt. In der Offenstellung ist die Ventilplatte 49 von dem Unterbrecher 39e zumindest bereichsweise abgehoben und gibt so den Abführkanal 43e zumindest bereichsweise für das Gas frei.
Im Bereich der Totraum-Mulde 47 hat der Gas-Auslassstutzen 31 somit eine erweiterte Querschnittsfläche. In der Totraum-Mulde 47 entsteht im Betrieb des Seitenkanal-Gebläses le ein Gas-Totraum-Gebiet. In der Totraum-Mulde 47 liegt dann somit ein reduzierter Druck des Gases vor, sodass Gas bei geöffneter Ventilplatte 49 aus der Laufrad-Zelle 50 gesaugt wird, die gerade benachbart zu dem Abführkanal 43 e ist. Die Ventilplatte 49 verhindert in ihrer Schließstellung ein ungewolltes Rückströmen des Gases aus dem Gas-Auslassstutzen 31 bzw. der Totraum-Mulde 47 in den Abführkanal 43e bzw. den Seitenkanal 28.
Eine Ausgestaltung ohne Ventilplatte 49 ist alternativ möglich. Die Ventilplatte 49 kann auch bei der Ausgestaltung gemäß Fig. 6 ohne Totraum- Mulde 47 vorhanden sein. Eine Abführung des Gases über den Abführkanal 43e von dem Seitenkanal 28 zu dem Gas-Auslassstutzen 31 erfolgt besonders funktionssicher, wenn die nachfolgend aufgeführte Bedingung erfüllt ist:
Av: Querschnittsfläche der Vena Contracta der Venturidüse in dem Gas- Auslassstutzen 31 Der Ansaugvolumenstrom ist somit von der Umfangsgeschwindigkeit des Laufrads, der Querschnittsfläche des Seitenkanals auf Druckseite, dem Druckverhältnis über dem Seitenkanal-Gebläse, dem Durchmesser des Laufrads am Laufrad-Schaufel-Fuß und dem Außendurchmesser des Laufrads sowie der Querschnittsfläche der Vena Contracta der Venturidüse in dem Gas-Auslassstutzen abhängig.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 7 eine sechste Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Bezugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsformen. Konstruktiv un- terschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgeordneten„f.
Das Seitenkanal-Gebläse lf hat anstelle der Totraum- Mulde 47 an dem Unterbrecher 39f einen Strömungsreduzierungs-Vorsprung 51, der in den Gas-Auslassstutzen 31 springt. Der Abführkanal 43f durchsetzt auch den Strömungsreduzierungs-Vorsprung 51. Vorzugsweise ist an dem Strö- mungsreduzierungs-Vorsprung 51 wieder über mindestens ein Befestigungsmittel 48 eine Ventilplatte 49 angeordnet. Im Bereich des Strömungsreduzierungs-Vorsprungs 51 hat der Gas- Auslassstutzen 31 einen reduzierten Strömungsquerschnitt, sodass dort eine besonders hohe Strömungsgeschwindigkeit des geförderten Gases vorliegt. Umgekehrt herrscht dort folglich ein reduzierter Druck, sodass Gas aus der zu dem Abführkanal 43f gerade benachbarten Laufrad-Zelle 50 über den Abführkanal 43 f in den Gas-Auslassstutzen 31 abgesaugt wird. Es ist so quasi eine Venturi-Düse bzw. -Anordnung geschaffen.
Nachfolgend wird unter Bezugnahme auf Fig. 8 eine siebte Ausführungsform der Erfindung beschrieben. Identische Teile erhalten dieselben Be- zugszeichen wie bei den vorherigen Ausführungsformen. Konstruktiv unterschiedliche, jedoch funktionell gleichartige Teile erhalten dieselben Bezugszeichen mit einem nachgeordneten„g".
In dem Unterbrecher 39g befindet sich mindestens eine Entspannungsnut 52, die von dem Seitenkanal 28 ausgeht. Zwischen einem stromaufwärtigen Anfangspunkt 53 der Entspannungsnut 52 und einer axialen bzw. umfangs- seitigen Laufrad-Zellen-Öffnung 54 liegt vorzugsweise ein Abstand x vor, der mindestens dem 1,5-fachen Abstand r benachbarter Laufrad-Schaufeln 2 um die Längsmittelachse 5 zueinander entspricht. In Förderrichtung 6 nimmt die radiale Tiefe t der Entspannungsnut 52 in Bezug auf die Längsmittelachse 5 allmählich zu. Der Winkel e der Entspannungsnut 52 richtet sich günstigerweise nach dem Druckverhältnis pz/pi und der Umfangsgeschwindigkeit u des Laufrads, wobei pz der herrschende Druck in den Laufrad-Zellen 50 ist und pi der Ansaugdruck des Seitenkanal-Gebläses ist. Bei der Entspannung der Laufrad-Zellen 50 überlagern sich die Umfangsgeschwindigkeit des Laufrads 3 und die Strömungsgeschwindigkeit, sodass es auch zu transsonischen oder sogar supersonischen Strömungen kommen kann. Eine Abschätzung zum Auftreten von Überschallströmun- gen gibt die Gleichung:
M . ukrit = 0,9 V2·46
P2
Bei M · u > M · tritt Überschall auf. Die mindestens eine Entspannungsnut 52 kann dann nach den bekannten Gesetzmäßigkeiten der „Prandtl-Meyer-Eckenströmung" dimensioniert werden.
Kombinationen der unterschiedlichen Ausführungsformen sind möglich, insbesondere in Bezug auf die verschiedenen Stutzen und Unterbrecher.

Claims

Patentansprüche
1. Seitenkanal-Maschine, umfassend
a) ein Gehäuse (4),
b) einen in dem Gehäuse (4; 4a; 4b; 4c) befindlichen, im Wesentlichen ringartigen Seitenkanal (28) zur Führung eines Gases, c) mindestens einen Gas-Einlassstutzen (29; 29a),
d) mindestens eine, mit dem Seitenkanal (28) in Strömungsverbindung stehende, in dem Gehäuse (4; 4a; 4b; 4c) ausgebildete Gas- Einlassöffnung (34) zur Führung des Gases aus dem mindestens einen Gas-Einlassstutzen (29; 29a) in den Seitenkanal (28), e) mindestens eine, in dem Gehäuse (4; 4a; 4b; 4c) angeordnete Gas- Auslassöffnung (33) zur Abführung des Gases aus dem Seitenkanal (28),
f) mindestens einen, sich an die mindestens eine Gas-Auslassöffnung (33) anschließenden Gas-Auslassstutzen (31 ; 31a; 31b; 31c), g) ein in dem Gehäuse (4) um eine Rotationsachse (5) drehbares
Laufrad (3) mit in dem Seitenkanal (28) angeordneten, Laufrad- Zellen (50) begrenzenden Laufrad- Schaufeln (2) zur Förderung des sich in den Laufrad-Zellen (50) befindlichen Gases in dem Seitenkanal (28) von der mindestens einen Gas-Einlassöffnung (34) zu der mindestens einen Gas-Auslassöffnung (33), und
h) mindestens einen zwischen der mindestens einen Gas- Einlassöffnung (34) und der mindestens einen Gas-Auslassöffnung (33) angeordneten Unterbrecher (39; 39c; 39d; 39e; 39f; 39g) zum Verhindern eines Transports des Gases von der mindestens einen Gas-Auslassöffnung (33) zu der mindestens einen Gas- Einlassöffnung (34). Seitenkanal-Maschine nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Unterbrecher (39; 39c; 39e; 39f) mindestens ein Abführkanal (43; 43e; 43f) zum Abführen des in mindestens einer der, gerade zu dem mindestens einen Abführkanal (43; 43e; 43f) benachbarten Laufrad-Zellen (50) eingeschlossenen Gases aus dem Seitenkanal (28) in den mindestens einen Gas-Auslassstutzen (31 ; 31a; 31b; 31c) angeordnet ist.
Seitenkanal-Maschine nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch mindestens ein dem mindestens einen Abführkanal (43e; 43f) zugeordnetes Ventil (49), insbesondere Plattenventil, zum Verhindern einer Rück- strömung des Gases aus dem mindestens einen Gas-Auslassstutzen (31 ; 31a; 31b; 31c) in den Seitenkanal (28).
Seitenkanal-Maschine nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch mindestens eine Venturi- Anordnung zum Saugen des in mindestens einer der, gerade zu dem mindestens einen Abführkanal (43e; 43f) benachbarten Laufrad-Zellen (50) eingeschlossenen Gases aus dem Seitenkanal (28) in den mindestens einen Gas-Auslassstutzen (31 ; 31a; 31b; 31c) über den mindestens einen Abführkanal (43e; 43f).
Seitenkanal-Maschine nach einem der Ansprüche 2 bis 4, gekennzeichnet durch mindestens eine an dem Unterbrecher (39e) angeordnete Totraum-Mulde (47) zum Saugen des in mindestens einer der, gerade zu dem mindestens einen Abführkanal (43e) benachbarten Laufrad-Zellen (50) eingeschlossenen Gases aus dem Seitenkanal (28) in den mindestens einen Gas-Auslassstutzen (31 ; 31a; 31b; 31c) über den mindestens Abführkanal (43e).
6. Seitenkanal-Maschine nach Anspruch 2 oder 3, gekennzeichnet durch mindestens einen, sich an den mindestens einen Abführkanal (43) anschließenden Absaugkanal (44) zum Saugen des in mindestens einer der, gerade zu dem mindestens einen Abführkanal (43) benachbarten Laufrad-Zellen (50) eingeschlossenen Gases aus dem Seitenkanal (28) in den Seitenkanal (28) beabstandet zu dem mindestens einen Abführkanal (43).
Seitenkanal-Maschine nach Anspruch 6 dadurch gekennzeichnet, dass eine Gesamt-Querschnittsfläche des mindestens einen Absauka- nals (44) zwischen 0,001 x Gesamt- Volumen der Laufrad-Zellen (50) des Laufrads (3) und 0,006 x Gesamt- Volumen der Laufrad-Zellen (50) des Laufrads (3) liegt. 8. Seitenkanal-Maschine nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einer stromabwärtigen Eintrittsöffnung (45) des mindestens einen Absaugkanals (44) in den Seitenkanal (28) und einem stromaufwärtigen Beginn des mindestens einen Absaugkanals (44) ein Winkel (d) um die Rotationsachse (5) zwischen 90° und 170°, bevor- zugter zwischen 120° und 140°, vorliegt.
9. Seitenkanal-Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in dem mindestens einen Unterbrecher (39g) mindestens eine, von dem Seitenkanal (28) ausgehende Entspannungs- nut (52) angeordnet ist.
10. Seitenkanal-Maschine nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass zwischen einem stromaufwärtigen Anfang (53) der mindestens einen Entspannungsnut (52) und einer Laufrad-Zellen-Öffnung (54) mindestens einer der, zu der mindestens einen Entspannungsnut (52) benachbarten Laufrad-Zellen (50) in Umfangsrichtung um die Längs- Mittel- Achse (5) ein Mindestabstand (x) von dem 1,1 -fachen bis 2,0- fachen, bevorzugter von dem 1 ,4-fachen bis 1 ,6-fachen, Abstand (r) benachbarter Laufrad-Schaufeln (2) zueinander in Umfangsrichtung um die Rotationsachse (5) vorliegt.
1 1. Seitenkanal-Maschine nach Anspruch 9 oder 10, dadurch gekennzeichnet, dass die mindestens eine Entspannungsnut (52) derart geformt ist, dass das Gas imstande ist, an der die mindestens eine Entspannungsnut (52) begrenzenden Wandung des Unterbrechers (39g) zumindest bereichsweise entlang zu streichen.
12. Seitenkanal-Maschine nach einem der vorherigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass sich der mindestens eine Gas-Einlassstutzen (29; 29a) im Wesentlichen tangential an den Seitenkanal (28) zum im Wesentlichen tangentialen Einführen des Gases in den Seitenkanal (28) anschließt.
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