(57)【要約】本発明は、ハウジング（４ａ）と、ハウジング（４ａ）内に配置された略環状のガス搬送用のサイドチャネル（２８）と、少なくとも１つの吸気ポート（２９ａ）と、サイドチャネル（２８）に流体連通し、少なくとも１つの吸気ポート（２９ａ）からサイドチャネル（２８）へガスを搬送する、ハウジング（４）に形成された少なくとも１つの吸気開口部（３４）と、を備えるサイドチャネル機構に関する。さらに、サイドチャネル機構は、サイドチャネル（２８）からガスを除去する、ハウジング（４）に配置された少なくとも１つの排気開口部（３３）と、少なくとも１つの排気開口部（３３）と隣接している少なくとも１つの排気ポート（３１ａ）と、を備える。さらに、サイドチャネル機構は、インペラブレードを有し、サイドチャネル（２８）に配置される複数のインペラセルを収束し、少なくとも１つの吸気開口部（３４）から少なくとも１つの排気開口部（３３）にガスを搬送するための、ハウジング（４）で回転軸（５）に対して回転可能なインペラを有する。サイドチャネル機構は、少なくとも１つの吸気開口部（３４）と少なくとも１つの排気開口部（３３）の間に配置される、少なくとも１つの遮断機構（３９）を更に備える。【選択図】図７
2018520295.tif 000002
【特許請求の範囲】
【請求項１】
ａ）ハウジング（４）と、
ｂ）前記ハウジング（４；４ａ；４ｂ；４ｃ）内に配置された略環状のガス搬送用のサイドチャネル（２８）と、
ｃ）少なくとも１つの吸気ポート（２９；２９ａ）と、
ｄ）前記サイドチャネル（２８）に流体連通し、前記少なくとも１つの吸気ポート（２９；２９ａ）から前記サイドチャネル（２８）へガスを搬送する、前記ハウジング（４；４ａ；４ｂ；４ｃ）に形成された少なくとも１つの吸気開口部（３４）と、
ｅ）前記サイドチャネル（２８）からガスを除去する、前記ハウジング（４；４ａ；４ｂ；４ｃ）に配置された少なくとも１つの排気開口部（３３）と、
ｆ）前記少なくとも１つの排気開口部（３３）と隣接している少なくとも１つの排気ポート（３１；３１ａ；３１ｂ；３１ｃ）と、
ｇ）インペラブレード（２）を有し、前記サイドチャネル（２８）に配置されるインペラセル（５０）の境界を画定し、前記サイドチャネル（２８）が、前記サイドチャネル（２８）内の前記インペラセル（５０）内のガスを搬送し、搬送方向は前記少なくとも１つの吸気開口部（３４）から前記少なくとも１つの排気開口部（３３）である、前記ハウジング（４）で回転軸（５）に対して回転可能なインペラ（３）と、
ｈ）前記少なくとも１つの吸気開口部（３４）と前記少なくとも１つの排気開口部（３３）の間に配置されることによって、前記少なくとも１つの排気開口部（３３）から前記少なくとも１つの吸気開口部（３４）へのガス搬送を防止する、少なくとも１つの遮断機構（３９；；３９ｄ；３９ｅ；３９ｆ；３９ｇと、
を備えることを特徴とするサイドチャネル機構。
【請求項２】
前記少なくとも１つのガス遮断機構（３９；３９ｃ；３９ｅ；３９ｆ）に、少なくとも１つの排出チャネル（４３；４３ｅ；４３ｆ）が配置されることによって、前記サイドチャネル（２８）から前記少なくとも１つの排気ポート（３１；３１ａ；３１ｂ；３１ｃ）への、前記少なくとも１つの排出チャネル（４３；４３ｅ；４３ｆ）と隣接している前記少なくとも１つのインペラセル（５０）に密封されるガスを除去する請求項１記載のサイドチャネル機構。
【請求項３】
少なくとも１つのバルブ（４９）、特に板状バルブが、前記少なくとも１つの排出チャネル（４３ｅ；４３ｆ）に配置されることによって、前記少なくとも１つの排気ポート（３１；３１ａ；３１ｂ；３１ｃ）から前記サイドチャネル（２８）へのガス逆流を防止する請求項２記載のサイドチャネル機構。
【請求項４】
少なくとも１つのベンチュリ部を配置することによって、前記少なくとも１つの排出チャネル（４３ｅ；４３ｆ）を通じて、前記サイドチャネル（２８）から前記少なくとも１つの排気ポート（３１；３１ａ；３１ｂ；３１ｃ）への、前記少なくとも１つの排出チャネル（４３ｅ；４３ｆ）と隣接する前記少なくとも１つのインペラセル（５０）に密封されるガスを除去する請求項２又は３記載のサイドチャネル機構。
【請求項５】
少なくとも１つの静態空間凹部（４７）を前記ガス遮断機構（３９ｅ）に配置することによって、前記少なくとも１つの排出チャネル（４３ｅ）を通じて、前記少なくとも１つの排気ポート（３１；３１ａ；３１ｂ；３１ｃ）への、前記少なくとも１つの排出チャネル（４３ｅ）と隣接する前記少なくとも１つのインペラセル（５０）に密封されるガスを除去する請求項２〜４のいずれか１項に記載のサイドチャネル機構。
【請求項６】
前記少なくとも１つの排出チャネル（４３）と隣接する少なくとも１つの吸引チャネル（４４）を配置することによって、前記サイドチャネル（２８）から前記サイドチャネル（２８）と一定の間隔を有する前記少なくとも１つの排出チャネル（４３）に排出される、前記少なくとも１つの排出チャネル（４３）と隣接している前記少なくとも１つのインペラセル（５０）に密封されるガスを除去する請求項２又は３記載のサイドチャネル機構。
【請求項７】
前記少なくとも１つの吸引チャネル（４４）の総断面積が、０.００１×インペラ（３）のインペラセル（５０）の総体積〜０.００６×インペラ（３）のインペラセル（５０）の総体積の範囲にある請求項６記載のサイドチャネル機構。
【請求項８】
前記回転軸（５）に対して所定の位置に設定された１つの角度（ｄ）であって、前記サイドチャネル（２８）における前記少なくとも１つの吸引チャネル（４４）の下流側の進入開口部（４５）と前記少なくとも１つの吸引チャネル（４４）の上流開始位置との間の前記１つの角度（ｄ）が９０°〜１７０°の範囲にあり、好ましくは１２０°〜１４０°の範囲にある請求項７記載のサイドチャネル機構。
【請求項９】
前記少なくとも１つのガス遮断機構（３９ｇ）に配置され、前記サイドチャネル（２８）から始まる少なくとも１つの圧力放出溝（５２）を備える請求項１〜８のいずれか１項に記載のサイドチャネル機構。
【請求項１０】
前記少なくとも１つの圧力放出溝（５２）の上流開始点（５３）と前記少なくとも１つの圧力放出溝（５２）と隣接する前記少なくとも１つのインペラセル（５０）のインペラセル開口部（５４）との間に最小の間隔（ｘ）があり、前記間隔（ｘ）が、前記回転軸（５）に対して周方向に隣接する前記インペラブレード（２）の間隔（ｒ）の１.１〜２.０倍、好ましくは、１.４〜１.６倍である請求項９に記載のサイドチャネル機構。
【請求項１１】
前記ガスが、前記少なくとも１つの圧力放出溝（５２）の境界を画定する遮断機構である、前記少なくとも一部のガス遮断機構（３９ｇ）の壁を沿って流れるように前記少なくとも１つの圧力放出溝（５２）を成形する請求項９又は１０に記載のサイドチャネル機構。
【請求項１２】
前記少なくとも１つの吸気ポート（２９；２９ａ）が略接線方向で前記サイドチャネル（２８）と隣接することによって、前記ガスを略接線方向で前記サイドチャネル（２８）に搬送する請求項１〜１１のいずれか１項に記載のサイドチャネル機構。
【発明の詳細な説明】
【技術分野】
【０００１】
本特許出願は、ドイツ特許出願第１０２０１５２１３５４９．７号に基づく優先権を主張し、その内容は参照により本明細書に組み込まれる。
【０００２】
本発明は、サイドチャネル機構に関するものである。
【背景技術】
【０００３】
サイドチャネル機構は、当該技術分野において周知である。サイドチャネル機構は、ガスを搬送又は圧縮することができる。
【０００４】
汎用のサイドチャネル機構は、ドイツ特許公開公報１０３３４９５０Ａ１、ドイツ特許公開公報１９７０８９５３Ａ１、ドイツ特許公開公報１０３３４８１２Ａ１及び、ドイツ特許公報１９９０６５１５Ｃ１等から公知である。
【発明の概要】
【発明が解決しようとする課題】
【０００５】
本発明の目的は、特に高効率で非常に静かに作動するサイドチャネル機構を提供することである。更に、本サイドチャネル機構は、極めて高い出力密度を有する。
【課題を解決するための手段】
【０００６】
上記の課題は、独立請求項１に記載された発明によって解決することができる。サイドチャネル機構の幾何学的最適化および目標とされるフロー制御により、少なくとも１つの項目の性能パラメータを改善する。利点としては、従来のサイドチャネル機構と比べて、本サイドチャネル機構の出力密度、効率及び／又は騒音発生が改善されることである。搬送されるガスは、好ましくは、空気又は工業用ガスである。本サイドチャネル機構は、好ましくは、サイドチャネル・ブロワ又はサイドチャネル・コンプレッサとして設計される。有利には、サイドチャネル機構は真空及び／又はコンプレッサモードで作動してもよい。
【０００７】
サイドチャネル機構は、単段階又は多段階設計としてもよい。
【０００８】
ガス流方向における回転軸の周辺に、少なくとも１つの吸気開口部と少なくとも１つの排気開口部とが一定の間隔で配置される。有利には、これらの開口部同士は、回転軸に対して、少なくとも１７０°の角度をなす。
【０００９】
インペラは、モータ又は駆動機構に直接又は間接に接続されている。
【００１０】
好ましくは、少なくとも１つのガス遮断機構がハウジングに載置され、又はハウジングと一体の部品として設けられる。
【００１１】
好ましくは、少なくとも１つの吸気ポート及び／又は少なくとも１つの排出ポートがハウジングに載置され、又はハウジングと一体の部品として設けられる。
【００１２】
サイドチャネル機構作動中において、ガスは、ガス流方向における回転軸の周方向に搬送され、さらに、少なくとも１つの吸気開口部から、これらの少なくとも１つの吸気開口部の下流部に配置された少なくとも１つの排気開口部へ搬送される。これにより、ガスは略環状にサイドチャネルにガイドされる。好ましくは、ガスが、径方向外側に作用する遠心力によってサイドチャネルに押し込まれ、さらに遠心力の作用を受けて、サイドチャネルで回転軸に対して内側の区域に戻された後で、隣接するインペラブレード同士の間のセルに戻される。
【００１３】
有利には、２つの隣接する吸気開口部があり、さらに、単一の排気開口部と単一のガス遮断機構が設けられる。あるいは、３つ以上の吸気開口部、複数の排気開口部及び／又はガス遮断機構を有してもよい。
【００１４】
有利には、サイドチャネルは２つのインペラ溝を有する。一例として、単一の吸気ポートを備える。このポートは、ガスを２つのインペラ溝に分配する（特に、均等に分配する）ように設計される。あるいは、インペラ毎に、１つの吸気ポートが設けられる。
【００１５】
本発明の更に有利な設計案は、従属請求項に記載される。
【００１６】
少なくとも１つの排気ポートが略接線方向でサイドチャネルと隣接すると、有利である。これにより、ガスは、略接線方向でサイドチャネルから排出される。少なくとも１つの排気ポートを、実質的にサイドチャネルの接線方向に配置することによって、圧力損失を低減することができる。これにより、サイドチャネル機構の効率を改善することができる。少なくとも１つの排気ポートが絶対接線方向でサイドチャネルと隣接すると、更に有利である。これにより、ガスは、接線方向でサイドチャネルから排出される。
【００１７】
理想的には、回転軸に対して、サイドチャネルの上流部に配置された少なくとも１つの排気ポートの方向と下流部に配置されている排気ポートの開口部の夾角は、２８０°〜３２０°であり、好ましくは、２９０°〜３１０°である。この設計も圧力損失の低減をもたらす。
【００１８】
有利には、サイドチャネルの境界は、回転軸に対して径方向外側のカバー部（天井部）によって画定される。ここで、少なくとも１つの排気開口部が、シームレスでかつ略接線方向でカバー部と隣接する。インペラブレード及び少なくとも１つの排気ポートにおける乱気流分離を、この設計で低減することができるので、曲線低減又は圧力損失を防止することができる。更に、これは、サイドチャネル機構から発生する作動騒音を低減することができる。有利には、少なくとも１つの排気ポートは、シームレス及び絶対接線方向でサイドチャネルの径方向外側の境界を画定するカバー部と隣接する。
【００１９】
好ましくは、サイドチャネルの境界は、回転軸に対して径方向内側のベース部によって画定される。回転軸に対して、少なくとも１つの排気ポートが、シームレスでかつ略接線方向でベース部と隣接する。径方向外側カバー部の説明は、従属請求項５と略同様に適用される。有利には、少なくとも１つの排気ポートは、シームレスでかつ絶対接線方向でサイドチャネルの径方向内側の境界を画定するベース部と隣接する。
【００２０】
有利には、少なくとも１つの排気ポートの流路断面積は、少なくとも部分的に、ガス流方向において拡大する。ここで、好ましくは、少なくとも１つの排気ポートの逆流導壁の拡張角度は１１°以内である。好ましくは、少なくとも１つの排気ポートは、少なくとも１つの上流区域において、９°以内の角度で互いに接続される。
【００２１】
有利には、少なくとも１つの排気ポートは、回転軸を中心に少なくとも１つの内壁を（好ましくは放射状に）備える。回転軸は、サイドチャネル内のガス流の絶対速度ベクトルと略平行である。サイドチャネルは、下流側で少なくとも１つのガス遮断機構と隣接する。本サイドチャネル機構では、ガスが少なくとも１つのガス遮断機構に衝突することにより生ずる騒音を防止することができる。これにより、特に低騒音が必要な環境下でサイドチャネル機構を作動させることを確実にすることができる。有利には、ガスは少なくとも１つの排気ポートの少なくとも１つの壁を沿って流れることができる。有利には、少なくとも１つの壁が少なくとも１つのガス遮断機構に存在する。有利には、少なくとも１つの壁が、サイドチャネル内のガス流の絶対速度ベクトルと絶対平行である。サイドチャネルは、上流側で少なくとも１つのガス遮断機構と隣接している。
【００２２】
従属請求項２によるサイドチャネル機構を備えることにより、少なくとも１つの排気ポートへ損失なしにガス遮断機構−ガス質量流を排出することができる。理想的に、少なくとも１つの開口部チャネルが１つの円形の断面を有し、好ましくは、回転軸に対して径方向へ流れる。より好ましくは、直線形状である。
【００２３】
従属請求項３の実施形態は、少なくとも１つの排気ポートからサイドチャネル又は少なくとも１つのガス遮断機構へ、ガスが意図せずに逆流することを防止する。前記の逆流は、効率及び騒音発生に悪影響を与える。少なくとも１つのバルブが少なくとも１つのガス遮断機構に配置され、さらに、有利には、ガス流に対して略排気側にある。
【００２４】
従属請求項４の実施形態において、ガスが、少なくとも１つの排気チャネルと隣接する少なくとも１つのインペラセルから簡単に吸引することができる。有利には、ベンチュリ・アセンブリを形成する部分構造が、少なくとも１つの排気ポートに配置される。
【００２５】
従属請求項５の実施形態において、ガスは、少なくとも１つの排気チャネルと隣接する少なくとも１つのインペラセルから確実に及び容易に吸引することができる。
【００２６】
従属請求項６の実施形態において、ガスは、少なくとも１つの排気チャネルと隣接する少なくとも１つのインペラセルから確実に及び容易に吸引することができる。
【００２７】
従属請求項８に記載されているサイドチャネルにおいては、少なくとも１つの真空チャネルの下流吸気開口部と少なくとも１つの真空チャネルの上流開始位置との間に間隔を設けることによって、少なくとも１つの真空チャネルにおけるガスの吸引に対する障害を防止することができる。
【００２８】
従属請求項９によって、少なくとも１つのガス遮断機構に、サイドチャネルから始まる少なくとも１つの圧力放出溝が配置される。サイドチャネル操作時に、インペラセルから漏れるガス遮断機構−ガス質量流によるガス圧力放出騒音について、少なくとも１つの圧力放出溝を設けることによって低減することができる。更に、吸気断面積を低減することによって、使用可能な体積流量を削減することができる。
【００２９】
従属請求項１０による実施形態を実施することによって、少なくとも１つの吸気ポートのセルの圧力放出効果を防止することができる。これにより、真空体積流量に影響を与えないようにする。
【００３０】
従属請求項１１による実施形態は、騒音と乱気流の生成を効率的に防止する。
【００３１】
従属請求項１２により、少なくとも１つの吸気ポートを、サイドチャネルの略接線方向に配置することによって、圧力損失を低減することができる。これにより、サイドチャネル機構の効率を改善することができる。少なくとも１つの吸気ポートが絶対接線方向でサイドチャネルと隣接することにより、接線方向にサイドチャネルへガス導入する際に有利となる。
【図面の簡単な説明】
【００３２】
添付の図面を参照して、本発明の好ましい実施形態を、実施例に基づいて説明する。
【図１】従来のサイドチャネル機構とフランジに接続された駆動機構の図であり、サイドチャネル機構を縦断面図である。
【図２】本発明の第１の実施形態におけるサイドチャネル機構の上面図である。
【図３】図２に基づく第２の実施形態におけるサイドチャネル機構の上面図である。
【図４】図２に基づく第３の実施形態におけるサイドチャネル機構の上面図である。
【図５】本発明の第４の実施形態におけるサイドチャネル機構の主に排気ポートと、インペラの一部と、ガス遮断機構の一部を示す概略図である。
【図６】図５に関連して、本発明の第５の実施形態におけるサイドチャネル機構の主に排気ポートと、インペラの一部と、ガス遮断機構の一部を示す概略図である。
【図７】図５に関連して、本発明の第６の実施形態におけるサイドチャネル機構の主に排気ポートと、インペラの一部と、ガス遮断機構の一部を示す概略図である。
【図８】図５に関連して、本発明の第７の実施形態におけるサイドチャネル機構の主に排気ポートと、インペラの一部と、ガス遮断機構の一部を示す概略図である。
【発明を実施するための形態】
【００３３】
まず、図１を参照して、全体を説明する。従来のサイドチャネル・ブロワ１は、１つのインペラブレード２を備えたインペラ３を含み、このインペラ３がハウジング４に載置されることによって、長手方向中心軸又は回転軸５を中心に回転することができる。従来の駆動機構７はインペラ３を回転させる。これによりガスはハウジング４に搬送される。
【００３４】
ハウジング４は、第１のハウジング部８と第２のハウジング部９とを含む。第１のハウジング部８と第２のハウジング部９は、図１のように組み合わせられ、さらに、全体としてインペラブレード２を備えたインペラ３を含む。この部が、駆動シャフト１０に枢支固定されることによって、回転可能に構成される。
【００３５】
インペラ３は円板状に設計され、環状の中央ハブ穴１２を備えた内側インペラハブ１１を含む。インペラハブ１１は、内側ハブ足部１３から形成される。この足部は、ハブ穴１２の境界を径方向外側で画定する。さらに、１つの放射状及び環状のハブディスクがそれに隣接する。更に、インペラ３は、放射状支持リング１５を含む。このリングは径方向外側でハブディスク１８と隣接し、さらに、長手方向中心軸５に向かって両側でハブディスク１８と重なる。支持リング１５は、周方向に分散配置された複数のインペラブレード２を支持する。この部は支持リング１５から放射状に延伸する。特に、複数のインペラブレード２は互いに等距離になるように配置される。インペラセル５０の境界は、周方向でインペラブレード２によって画定される。
【００３６】
駆動シャフト１０は、中央ハブ穴１２に対応する。駆動シャフト１０とハブ足部１３との間に従来のガイドキーを提供することによって、駆動シャフト１０からインペラハブ１１にトルクを伝達し、これにより、インペラ３を回転させる。
【００３７】
第１のハウジング部８は、中央ハブ部１６を有し、これは径方向及び軸方向で部分ハブ受け空間１７の境界を画定する。１つの中心軸穴１８がハブ部１６を貫通し、部分ハブ受け空間１７に開口する。１つの環状側壁１９が、ハブ部１６と隣接し、ハブ部１６から径方向外側に延びる。１つの周方向チャネル部２０が側壁１９の外側に隣接して設けられる。ハブ部１６と、側壁１９と、チャネル部２０とは、一体成形品として形成され、第１のハウジング部８を構成する。
【００３８】
第２のハウジング部９は、多数の接続ネジ２１によって第１のハウジング部８にネジ止めされ、中央ハブ部２２を有し、この部分が径方向及び軸方向で部分ハブ受け空間２３の境界を画定する。１つの環状側壁２４が、ハブ部２２と隣接し、ハブ部２２から径方向外側に延びる。１つの周方向チャネル部２５が側壁２４の外側に隣接して設けられる。ハブ部２２には、駆動シャフト１０の上に１つのローラベアリング２６が配置されている。ハブ部２２と、側壁２４と、チャネル部２５とは、一体成形品として形成され、第２のハウジング部９を構成する。
【００３９】
第１のハウジング部８と第２のハウジング部９とは、２つの部分ハブ受け空間１７、２３が、１つのハブ受け空間２７の境界を共に画定し、さらに、２つのチャネル部２０、２５が、１つのガス搬送用サイドチャネル２８の境界を共に画定するように、組立てられ相互に接続している。２つの側壁１９、２４は、互いに平行に配置される。サイドチャネル２８は長手方向中心軸５の周囲で環状に延伸する。
【００４０】
好適には、第２のハウジング部９は、第１のハウジング部８から取り外し可能なハウジングカバーとして設計される。あるいは、逆の実施形態も可能である。
【００４１】
サイドチャネル・ブロワ１は、２つの吸気ポート２９を有する。ハウジング８と９にそれぞれ１つの吸気ポート２９が配置されている。各吸気ポート２９は、サイドチャネル２８のそれぞれに溝を提供する。ガス流方向３０に沿ってサイドチャネル・ブロワ１に搬送されるガスは、サイドチャネル・ブロワ１が作動する時に、吸気ポート２９を通じて導入することができる。
【００４２】
さらに、サイドチャネル・ブロワ１は、２つのハウジング部８、９から形成された１つの排気ポート（図示せす）を備える。排気ポートとサイドチャネル２８との間は、流体連通している。ガス流方向３２に沿って、排気ポートを通じて、サイドチャネル・ブロワ１からガスを除去することができる。吸気ポート２９と排気ポートは、互いに略垂直に延在する。
【００４３】
サイドチャネル・ブロワ１が取り付けられる場合には、インペラ３のハブ足部１３は、ハブ部１６、２２によって境界が画定されるハブ受け空間２７に配置されている。ここで、駆動シャフト１０はハブ穴１２を貫通する。インペラ３のハブディスク１４は、ハウジング４の相互に離間した側壁１８、２４間に配置されたハブ足部１３から、径方向外側に延びる。支持リング１５とインペラブレード２の間に、周方向のサイドチャネル２８は配置される。
【００４４】
本発明の第１の実施形態について、図２を参照して下記のように説明する。ここで、以降の実施形態を、どのようにして図１に示されるサイドチャネル・ブロワ１に応用するかについて説明する。ここで、図１に示されるサイドチャネル・ブロワ１に関する説明を参照する。図１に示されるサイドチャネル・ブロワ１に使用されている要素と同一の要素については、同一の参照記号を使用する。機能は同一のだが構造が異なる要素については、同一の参照記号で表記するが、その後に「ａ」を追加する。
【００４５】
サイドチャネル・ブロワ１において、サイドチャネル２８は、長手方向中心軸５に対して、空間的に画定される、即ち、ベース部３５から径方向内側に画定され、カバー部３６から径方向外側に画定される。ベース部３５とカバー部３６は、互いに反対側に配置され、空間的に離間して延在し、サイドチャネル２８の境界を画定する。これらはハウジング４ａに形成される。
【００４６】
図２によれば、サイドチャネル・ブロワ１ａにおいて、１つの排気ポート３１ａはサイドチャネル２８に略垂直に接続されているので、コンベヤ６で搬送されるガスは、ハウジングの排気開口部３３から略接線方向に排出される。サイドチャネル２８と排気ポート３１ａとの間で、排気開口部３３に隣接する位置にガス偏向点がある。この点を通じて、搬送されるガスは、長手方向中心軸５に対して径方向外側にわずかに偏向する。搬送されるガスは、ベース部３５の領域とカバー部３６の領域両方においてわずかに偏向する。排気ポート３１ａは、ガス流方向３２で略均一に延在する。
【００４７】
図２に明らかに示されるように、少なくとも１つの吸気ポート２９ａが、略接線方向でサイドチャネル２８に接続されているので、ガスがサイドチャネル２８に搬送されるときに、ハウジング４ａの少なくとも１つの吸気開口部３４を通じて略接線方向に搬送される。
【００４８】
ポート２９ａ、２１ａを、サイドチャネル２８の略接線方向に配置することによって、サイドチャネル・ブロワ１ａの圧力損失を効果的に低減することができる。
【００４９】
排気開口部３３と少なくとも１つの吸気開口部３４の間で、サイドチャネル２８において１つのガス遮断機構２９が配置される。ガス遮断機構３９は、排気開口部３３との隣接部で側壁４０を有し、さらに、長手方向中心軸５に対して、径方向内側壁４１と、内側壁４１の反対側にある外側壁４２とを有する。
【００５０】
本発明の第２の実施形態について、図３を参照して下記のように説明する。図１と２にそれぞれ述べられているサイドチャネル・ブロワ１、１ａに使用されている要素と同一の構造を有する要素については、同一の参照記号を使用する。機能は同一だが、構造が異なる要素については、同一の参照記号で表記するが、その後に「ｂ」を追加する。
【００５１】
サイドチャネル・ブロワ１ｂでは、少なくとも１つの排気ポート２９ａが、略接線方向でサイドチャネル２８に接続されている。
【００５２】
排気ポート２１ｂは、絶対又は完全接線方向でサイドチャネル２８に接続される。図３によれば、サイドチャネル２８と排気ポート２１ｂとの間の接続はシームレスである。これは、長手方向中心軸５を関して、径方向内側ガスガイド部及び径方向外側ガスガイド部の両方に適用される。
【００５３】
好ましくは、排気ポート３１ｂは排気開口部３３の下流部に向かって拡張する。特に好ましくは、図３の仮想線で示すように、ベース３５と隣接する排気ポート３１ｂの内側気流ガイド壁３７が、排気ポート３１ｂの反対側の外側気流ガイド壁３８に平行な方向から角度ｂだけ偏向することである。この角度は９°以下とする。
【００５４】
好適には、長手方向中心軸５に対して２９０°〜３１０°の接続角度があり、その位置は、以下のように、排気ポート３１ｂからサイドチャネル２８への接続点５５と、サイドチャネル・ブロワ１ｂの排出側にある径方向内側気流ガイド壁３７との間である。
【００５５】
本発明の第３の実施形態について、図４を参照して下記のように説明する。前記実施形態と同一の要素については、同一の参照記号を使用して表記する。機能が同一だが構造が異なる要素については、同一の参照記号で表記するが、その後に「ｃ」を追加する。
【００５６】
図４に示されるサイドチャネル・ブロワ１ｃについて、１つの排出チャネル４３は、ガス遮断機構３９ｃを貫通する。このチャネルは、長手方向中心軸５に対して、ガス遮断機構３９ｃの内側壁４１とガス遮断機構が外側壁４２との間に径方向に延伸する。排出チャネル４３は断面積Ａを有する。
【００５７】
排出チャネル４３の下流側の径方向内側には、排出チャネル４３からある程度の間隔をおいてサイドチャネル２８に開口する吸引チャネル４４が設けられる。サイドチャネル２８への吸引チャネル４４の進入点又は進入開口部４５は、排出チャネル４３の略反対側に位置している。進入開口部４５は、排出チャネル４３から空間的に分離され、長手方向中心軸５に対する分離角度ｄが１２０°〜１４０°である。吸引チャネル４４は、排出チャネル４３と比べて実質的に大きな断面積Ｂを有する。
【００５８】
ガスは、排出チャネル４３を通じて、回転インペラ３のブレードセル５０から排出される。このセルは、サイドチャネル２８に開口する排出チャネル４３の吸気開口部５６と隣接している。ガスの搬送は、例えば対応する圧力差、特に吸気開口部５６と進入開口部４５との間の圧力差によって達成される。特に、進入開口部４５の圧力は吸気開口部５６より低い。インペラセル５０は、隣接する複数のインペラブレード２によってサイドチャネル２８の周方向で空間的に画定される。次いで、ガスは吸引チャネル４４に流れ込み、さらに、進入開口部４５を通じてサイドチャネル２８に再び入る。
【００５９】
本発明の第４の実施形態について、図５を参照して下記のように説明する。前記実施形態と同一の要素については、同一の参照記号を使用して表記する。機能は同一だが構造が異なる要素について、同一の参照記号で表記するが、その後に「ｄ」を追加する。
【００６０】
図５に示されるサイドチャネル・ブロワ１ｄにおいて、ガス遮断機構３９ｄの外壁４２ｄは、同時に気流ガイド壁３７を兼ね、流動点Ｐにおいて、遮断機構３９ｄの直ぐ上流側から直接流れるガスの絶対速度ベクトル又は絶対速度方向４６と平行の方向に延びる。絶対速度ベクトル４６は、長手方向中心軸５に対するインペラ３の周速度と長手方向中心軸５に対して径方向外側に移動するガスとの相対速度との総和から求めることができる。
【００６１】
好ましくは、内壁４１と外壁４２との夾角ｅは１５°〜４０°であり、更に好ましくは、２０°〜３０°である。排気ポート３１は気流方向３２に沿って拡張できる。
【００６２】
本発明の第５の実施形態について、図６を参照して下記のように説明する。前記実施形態と同一の要素については、同一の参照記号を使用して表記する。機能が同一だが構造が異なる要素については、同一の参照記号で表記するが、その後に「ｅ」を追加する。
【００６３】
図５に示される実施形態とは対照的に、図６のサイドチャネル・ブロワ１ｅにおけるガス遮断機構３９ｅでは、サイドチャネル２８と排気ポート３１との間に流体連通を形成するように排出チャネル４３ｅは配置される。さらに、排出チャネル４３ｅは、長手方向中心軸５に対して、径方向又は略径方向に延びる。
【００６４】
機能的に信頼性の高い吸引のために、下記の条件が特に重要である。即ち、ｐUがインペラセル５０における排出チャネル４３ｅの圧力であり、ｐTが排気ポート３１における排出チャネル４３ｅの下流での圧力であるときに、ｐU＞ｐTとなることである。
【００６５】
以下の条件を満たす場合、排出チャネル４３ｅを通じたサイドチャネル２８から排気ポート３１へのガス排出は、特に高い信頼性を備えて達成することができる。
【数１】
2018520295.tif 000003
Ｖ１：排出チャネル４３ｅにおける吸気体積流量又は吸引体積流量
ｕ：インペラの周速度
ＡK：正圧側におけるサイドチャネル２８の断面積
ｐ２/ｐ１：サイドチャネル・ブロワ１ｅにおける圧力比
Ｄi：インペラブレードのベース部のインペラ直径
Ｄａ：インペラ外径
【００６６】
したがって、吸気体積流量は、インペラの周速度、正圧側におけるサイドチャネルの断面積、サイドチャネル・ブロワにおける圧力比、インペラブレードのベース部のインペラ直径とインペラ外径によって決定される。
【００６７】
好ましい実施形態によって、静態空間凹部４７が、排気ポート３１又はガス遮断機構３９ｅの外壁４２ｅから延びる。排出チャネル４３ｅは、静態空間凹部４７に開口する。
【００６８】
１つの自動バルブプレート４９が、少なくとも１つの締結手段４８により、ガス遮断機構３９ｅの静態空間凹部４７に締結される。閉鎖位置にある場合、このバルブプレート４９は吸気開口部５６の下流側領域で、排出チャネル４３ｅを閉鎖する。開放位置にある場合、バルブプレート４９は、少なくとも一部がガス遮断機構から持ち上げられ、これにより、少なくとも一部で排出チャネル４３ｅをガスに対して開ける。
【００６９】
これにより、排気ポート３１は、静態空間凹部４７の領域において拡張された断面積を有する。サイドチャネル・ブロワが作動する場合、静態空間凹部４７にガス静態空間領域が形成される。これにより、静態空間凹部４７にあるガスが減圧されるので、バルブプレートが開くとき、排出チャネルに隣接しているインペラセル５０からガスが吸引される。バルブプレートが閉じるとき、バルブプレート４９が、排気ポート３１又は静態空間凹部４７から、排出チャネル４３ｅ又はサイドチャネル２８への意図しないガスの逆流を防止することができる。
【００７０】
あるいは、バルブプレート４９を設けない実施形態も可能である。バルブプレート４９はまた、図６の実施形態において静態空間凹部４７無しで設けることもできる。
【００７１】
以下の条件を満たす場合、排出チャネル４３ｅを通じたサイドチャネル２８から排気ポート３１へのガス排出は、特に高い信頼性を備えて達成することができる。
【数２】
2018520295.tif 000004
Ａv：排気ポート３１のベンチュリノズルの縮流の断面積
【００７２】
したがって、吸気体積流量は、インペラの周速度、正圧側におけるサイドチャネルの断面積、サイドチャネル・ブロワにおける圧力比、インペラブレードのベース部のインペラ直径、インペラ外径及び排気ポートのベンチュリノズルの縮流の断面積によって決定される。
【００７３】
本発明の第６の実施形態について、図７を参照して下記のように説明する。前記実施形態と同一の要素について、同一の参照記号を使用して表記する。機能が同一だが構造が異なる要素について、同一の参照記号で表記するが、その後に「ｆ」を追加する。
【００７４】
サイドチャネル・ブロワ１ｆは、ガス遮断機構３９ｆにおける静態空間凹部４７の代わりに、気流低減突起部５１を有し、この部分は、排気ポート３１の内側で延びる。排出チャネル４３ｆも気流低減突起部５１を貫通する。好ましくは、１つのバルブプレート４９が、少なくとも１つの締結手段４８によって、気流低減突起部５１に締結されていることである。
【００７５】
排気ポート３１が、気流低減突起部５１の領域において、気流断面積が低減されるので、ガスがそこでは非常に高い流速で搬送される。逆に、減圧を引き起こすので、排出チャネル４３ｆと隣接するインペラセル５０からのガスが、排出チャネル４３ｆを通じて排気ポート３１に吸引される。これにより、１つのベンチュリノズル又はそのアセンブリを作ることができる。
【００７６】
本発明の第７の実施形態について、図８を参照して下記のように説明する。前記実施形態と同一の要素については、同一の参照記号を使用して表記する。機能が同一だが構造が異なる要素については、同一の参照記号で表記するが、その後に「ｇ」を追加する。
【００７７】
ガス遮断機構３９ｇには、サイドチャネル２８から始まる少なくとも１つの圧力放出溝５２が設けられる。好ましくは、圧力放出溝５２の上流開始点５３と軸方向又は周方向のインペラセル開口部５４の間の間隔がｘである。この間隔は、長手方向中心軸５に対して、隣接するインペラブレード２同士の間隔ｒの１.５倍である。圧力放出溝５２の径方向深さｔは、搬送方向において、長手方向中心軸に対して徐々に増加する。有利には、圧力放出溝５２の角度ｅは圧力比ｐ２／ｐ１及びインペラの周速度ｕと関連する。ここで、ｐ２はインペラセル５０内の現在圧力であり、ｐ１はサイドチャネル・ブロワの吸引圧力である。インペラセル５０の緩和作動中は、インペラ３の周速度と気流速度が重畳するので、遷音速気流ないし超音速気流が発生する可能性がある。以下の方程式で超音速気流の発生率を推定することができる。
【数３】
2018520295.tif 000005
【００７８】
Ｍ*ｕ＞Ｍ*ｕkritのとき、超音速気流が発生する。これにより、少なくとも１つの圧力放出溝５２の寸法を、「プラントル・マイヤー」関数の法則で決定することができる。
【００７９】
異なる実施形態を組み合わせることができ、特に異なるポートとガス遮断機構に関する異なる実施形態を組み合わせることができる。
【図１】
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【図２】
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【図３】
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【図４】
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【図５】
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【図６】
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【図７】
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【図８】
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【国際調査報告】
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