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Die Erfindung betrifft einen Ventilator für die Belüftung von grossvolumigen Räumen, wie
Tunnels, Gruben, Schächte, od. dgl., insbesondere ummantelter, leitradloser Ventilator mit axialer
Durchströmung und einer Einrichtung zur Strömungsumkehr.
Ein solcher Ventilator dient dazu, Frischluft in Räumen hineinzupumpen, um die Sauerstoff- regulierung aufrechtzuerhalten.
Es sind eine grosse Anzahl von Ausführungsvarianten von Ventilatoren bekannt, die eine sehr grosse Leistung erzielen und mit geringem Aufwand an Energie grosse Luftmengen in grossvolumige
Räume befördern oder von diesen wegbringen können. Es ist beispielsweise erforderlich, bei Strassen- tunnelbauten, bedingt durch den Kraftfahrzeugverkehr, die mit Brennkraftmaschinen betrieben wer- den, die Luftversorgung aufrechtzuerhalten und den CO-Anteil durch Luftaustausch auf ein erträg- liches Mass zu reduzieren. Diese Ventilatoren bestehen in der Regel aus einem einfachen Läufer, der durch einen Elektromotor od. ähnl. Antriebsmaschine angetrieben wird. Da der Läufer mit der
Motordrehzahl umläuft, wird dieser gleich auf der Motorwelle befestigt. Zur besseren Unterbrin- gung in solchen rohrförmigen Bauwerken werden vorzugsweise Axialmaschinen eingesetzt.
Es sind auch Anlagen bekannt, die zur besseren Unterstützung und Erzielung eines höheren Wirkungsgra- des eine Ummantelung aufweisen und über einen Leitapparat verfügen.
So ist aus der GB-PS Nr. 1, 554, 322 ein axial durchströmter Ventilator bekannt, der eine rohr- förmige Ummantelung aufweist, die gleichzeitig als lärmschluckendes Gehäuse ausgebildet ist. Im
Inneren sind Antriebsmotor, Getriebe zur Untersetzung sowie Läufer und Leitapparat unterge- bracht. Ferner ist noch an der Abströmseite ein schalldämpfendes Element für das Strömungsmedium vorgesehen.
Eine weitere Ausbildung von Ventilatoren für Tunnelbauten ist nach US-PS Nr. 2, 740, 347 be- kanntgeworden. Hiebei sind im Tunnelbogen eine Anzahl von Absaugrohren geringeren Querschnitts als des Ventilators befestigt, die zu einem zentralen Saugschacht führen, wobei das Strömungsme- dium mit Hilfe von Radialgebläsen abgesaugt wird.
Diese Art von Ventilatoren sind jedoch nur für eine Strömungsrichtung ausgebildet und sind nur zum Stand der Technik genannt.
Ferner sind auch Ausführungen bekannt, die mit einer Schaufelverstellung versehen sind, um den Anstellwinkel zu verändern und dadurch eine Anpassung an die jeweiligen Strömungserfor- dernisse zu erzielen.
Nachteilig ist bei diesen Einrichtungen, dass der Ventilator aus Kostengründen nur für eine bestimmte Luftmenge und Blasrichtung ausgelegt und eine Strömungsumkehr bei fester Beschaufelung und gleichbleibender Drehrichtung nicht möglich ist. Ist jedoch die Forderung gestellt, die Strömungsrichtung umzukehren, so ist dies nur mit grossem Aufwand möglich. Es werden besondere Rohrleitungen verwendet, die mit Hilfe von Klappen den Gasstrom steuern. Diese zwar einfache Methode der Strömungsumkehr hat wieder den Nachteil, dass umfangreiche Rohrleitungen erforderlich sind, die man aus Platzgründen nicht immer unterbringen kann, da zudem die Rohrleitungsquerschnitte nicht verändert werden dürfen.
Eine Ausnahme bildet lediglich eine Blattverstellung vorzusehen, mit der man zwar eine Strömungsumkehr erzielen kann, jedoch wird diese Massnahme mit erheblichen Wirkungsgradeinbussen erkauft, weil die Schaufeln falsch angeströmt werden und somit kein ökonomischer Betrieb möglich ist.
Es ist jedoch erforderlich, bei Tunnelbauten, Gruben, Schächten u. dgl., einen Ventilator vorzusehen, der auf einfache Weise die Strömungsrichtung umkehren kann. Insbesondere im Brandfalle ist eine solche Forderung unerlässlich, um so die gefährlichen Rauchgase absaugen zu können.
Ausgehend von diesem Stand der Technik lag der Erfindung die Aufgabe zugrunde, einen Ventilator zur Belüftung von grossvolumigen Räumen zu schaffen, der auf einfache Weise eine Strömungsumkehr zulässt, ohne dass der Wirkungsgrad des Ventilators verringert wird. Erfindungsgemäss wird das Ziel dadurch erreicht, dass ein unabhängig voneinander angetriebenes Läuferpaar vorgesehen ist, wobei der Läufer der Abströmseite mit halber Drehzahl gegenüber dem Läufer der Anströmseite gegensinnig umläuft. Um eine solche Maschine auf einfache Weise zu erstellen, wird der Schaufelquerschnitt, bezogen auf die Querachse, im Querschnitt symmetrisch ausgebildet und beide Läufer mit gleichem, jedoch seitenverkehrtem Profil ausgeführt.
Durch diese be-
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sondere Ausbildung eines solchen Ventilators, ist es auf einfache Weise möglich, durch einen polumschaltbaren oder drehzahlgeregelten Antriebsmotor die Durchströmung umzukehren, wobei die Schaltung so vorgenommen werden muss, dass der Läufer der Abströmseite mit halber Drehzahl gegenläufig dreht.
An Hand eines Ausführungsbeispiels sei die Erfindung näher erläutert : Es zeigen : Fig. 1 Längsschnitt der Ventilatoranlage, Fig. 2 die zugehörigen Geschwindigkeitsdreiecke, Fig. 3 einen Schaufelquerschnitt.
Wie aus Fig. l ersichtlich, ist der erfindungsgemässe Ventilator im Längsschnitt dargestellt.
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ausgebildet, dass das Querschnittsprofil, bezogen auf die Querachse, symmetrisch ist. Die beiden Läufer --1, 2-- sind je mit einem polumschaltbaren oder drehzahlgeregelten Antriebsmotor --3, 4-- mechanisch verbunden. Die Antriebsmotoren --3, 4-- sind weiters mit einer diffusor- ähnlichen Radnabe --8-- aus strömungstechnischen Gründen abgedeckt und an den Antriebsmotoren --3, 4-- befestigt. Umgeben sind diese Bauteile durch eine Ummantelung --5--, in der die Radnabe --8-- wenigstens durch einen Nabenfuss --9-- getragen wird. Die Radnaben selbst weisen die gleiche Form auf.
Bei grossen Ventilatoranlagen ist es von Vorteil, die Welle --10, 11-- über die Läufer --1, 2-- hinaus zu verlängern und durch ein Mittellager --6-- abzustützen.
Die Funktion besteht nun darin, dass beispielsweise der linke Läufer-l-durch den Antriebsmotor --4-- angetrieben wird, wobei seine Drehzahl 100% beträgt und die Drehrichtung nach
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ten Antriebsbeispiel die Durchströmung gemäss Pfeil P in den Zeichnungen von links nach rechts führt. Will man nun die Durchströmungsrichtung umkehren, dann braucht lediglich durch die pol- umschaltbaren Antriebsmotoren --3, 4-- das Drehzahlverhältnis und die Drehrichtung umgekehrt werden, wobei lediglich die Schaufeln um den gleichen Winkel über die Wellenachse des Ventila- tors hinaus verstellt werden.
Es besteht aber auch die Möglichkeit, nur einen einfachen Antriebsmotor zu verwenden. In diesem Fall werden dann im Bereich des Mittellagers --6-- getriebliche Mittel --7-- eingebaut, die dann den gleichen Drehzahlreduktions- und Drehrichtungseffekt erzielen.
Die Fig. 2 zeigt in anschaulicher Weise die für den Fachmann interessanten Geschwindigkeits- dreiecke. Sie geben darüber Aufschluss, dass die Anströmung und Abströmung von beiden Läufern --1, 2-- den gleichen Wirkungsgrad aufweisen, wobei die erforderliche Drehzahlreduktion und Drehrichtungsänderung bewiesen ist. Die linken Geschwindigkeitsdreiecke zeigen die Schaufelanstellung des Läufers --1--, während die rechten Geschwindigkeitsdreiecke den Läufer --2-- charakteri- sieren. Es ist mit c die Absolutgeschwindigkeit mit w die Relativgeschwindigkeit und mit u die Systemgeschwindigkeit angegeben. Wesentlich ist, dass die Systemgeschwindigkeit des Gegenläufers u/2 beträgt.
Die Fig. 3 zeigt einen Querschnitt einer Schaufel eines Läufers-l oder 2--, wobei daraus zu ersehen ist, dass An- und Abströmseite gleich, d. h. symmetrisch ausgebildet ist, um den Erfordernissen für den Strömungsrichtungswechsel zu genügen.
Von besonderer Bedeutung ist die Tatsache anzusehen, dass bei Verwendung zweier Läufer, die symmetrisch, aber seitenverkehrt ausgebildet sind und bei der Umstellung um die Schaufelhochachse um den gleichen Anstellwinkel die Strömungsumkehr mit gleichem Wirkungsgrad erzielbar ist, sofern der Läufer der Abströmseite mit halber Drehzahl gegenüber der Anströmseite umläuft. Es ist jedoch nicht unbedingt erforderlich, dass solche Maschinen für gasförmige Medien eingesetzt werden, sondern auch als Pumpen mit Strömungsumkehr einer Flüssigkeit Anwendung finden.
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