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Gebläse
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Die Erfindung betrifft ein Gebläse mit einem zylinderförmigen Läufer
mit zwischen T,eitblechen angeordneten und ein Tragflügelprofil aufweisenden Laufschaufeln.
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Ein derartiges Gebläse dient zur Erzeugung eines zwangsbewegten Gasstromes.
Der Gasstrom wird dabei durch den zylinderförmigen Läufer radial angesaugt und danach
selbsttätig oder durch Leitbleche um 90° umgelenkt. Schließlich verläßt er das Gebläse
in Achsrichtung des Läufers. Das Gebläse besitzt dazu starr angeordnete Eintritts-
und Austrittsleitgitter zur
Führung des saugseitigen bzw. druckseitigen
Gasstromes. Dadurch ist die Schallemission insbesondere bei hohen Drehzahlen des
r,äiifers sehr groß, da die von den Laufschaufeln erzeugten Druckfelder an unbeweglichen
Einbauten vorbeigefUhrt werden. Der Läufer ist mit einer großen, nach der Gittertheorie
berechneten Anzahl von Laufschaufeln besetzt. Ein solches Gebläse erfordert einen
hohen konstruktiven Aufwand. Dennoch ist es gegenüber äußeren EinflUssen, beispielsweise
Seitenwind, sehr empfindlich.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein möglichst geräuscharmes
Gebläse zu schaffen, das einen geringen konstruktiven Aufwand erfordert und das
vielseitig verwendbar ist.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Laufschaufeln
in Richtung des Drehsinns des Läufers angestellt sind und der zwischen einer an
das Tragflügelprofil der Laufschaufeln angelegten Sehne und dem Vektor der relativen
.Anströmungsrichtung der Luft gebildete Anstellwinkel zwischen 6 und 150 beträgt.
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Die gesamte Neigung einer Laufschaufel kann dabei folgendermaßen
festgelegt sein. Die maximale bzw. minimale tFördermenge wird durch den Jeweiligen
Anwendungsfall bestimmt.
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Daraus kann die maximale bzw. minimale radial Anströmgegschwindigkeit
einer Laufschaufel in Abhängigkeit vom Außen-|durchmesser und von der Länge des
Läufers errechnet werden.
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Aufgrund der Drehzahl des Läufers, die einerseits möglichst gering
sein soll und die andererseits durch das Antriebsaggregat gegeben ist, kann der
maximale bzw. minimale relative Anströmwinkel des Gasstromes ermittelt werden. Dabei
wird der ußendurchmesser und die Länge des Läufers so gewählt, daß die Diffe-24°
oder weniger, vorzugsweise 4°, beträgt. Die Summe aus dem maximalen relativen Antrömwinkel
und dem Anstellwinkel ergibt die gesamte Neigung einer Laufschaufel. Die gesamte
Neigung ist somit der Winkel zwischen der Sehne des TragflUgelprofils einer Laufschaufel
und einer Tangente an den Außendurchmesser des Läufers dieser Laufschaufel.
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Ein erfindungsgemäßes Gebläse benötigt kein Eintrittsleitgitter.
Ein Austrittsleitgitter kann ebenfalls entfallen ioder gegebenenfalls in so große
Entfernung von den rotierenden ßLaufschaufeln angeordnet sein, daß kaum eine Geräuschentwicklung
angeregt wird. Durch die erfindungsgemäße Wahl des Anstellwinkels ergibt sich eine
große Stabilität des Gebläses gegenüber einer
Abreißneigung des
Gasstromes in Bereich derSaugseite des Gebläses.
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Die saugseitige Abreißneigung des Gasstromes ist besonders gering,
wenn der Anstellwinkel zwischen 9 und 100 beträgt.
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Die Herstellung des läufers gestaltet sich erfindungsgemäß sehr einfach,
wenn die Begrenzungslinien der Querschnitte der T,aufschallfeln mindestens abschnittsweise
kreisbogenförmig sind. Die T,aufschaufeln können dabei um ihre Längsachse gewölbte
Streifen aus Metall oder Kunststoff sein.
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Insbesondere bei Vorrichtungen zur Erzeugung von künstlichem Schnee
erweist es sich als günstig, wenn das Gebläse konzentrisch an einem Ende eines Tragkörpers
angeordnet ist, der Tragkörper und der Läufer den gleichen Außendurchmesser isitzen
und die Halteelemente des Gebläses als austrittsseitig angeordnetes Leitgitter ausgebildet
sind.
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An den in den Zeichnungen schematisch dargestellten Ausführungsbeispielen
wird im folgenden die Erfindung näher erläutert.
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Es zeigen: Figur 1 einen Längsschnitt einer mit einem erfindungsgemäßen
Gebläse ausgestatteten Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Schnee und
Figur
2 einen Schnitt längs der in Figur 1 dargestellten Ebene 11-11.
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In Figur 1 ist ein Längsschnitt einer mit einem erfindungsgemäßen
Gebläse ausgestatteten Vorrichtung zur Erzeugung von künstlichem Schnee dargestellt.
In dem hohlzylindrischen Tragkörper 1, der mit einem nicht dargestellten, vorzugsweise
fahrbaren Transportgestell verbunden ist, sind an dessen vorderen, freien Ende 2
ebenfalls nicht näher gezeigte Einrichtungrnzur Aurnahme der der Schneerzeugung
dienenden Düsen vorgesehen. Die starre Verbindung zwischen dem Tragkörper 1 und
dem Antriebsaggregat, beispielsweise einem Elektromotor 3, im Bereich des hinteren
Endes des Tragkörpers 1, stellt eine Motorhalterung her. Die Motorhalterung besteht
vorzugsweise aus sternförmig angeordneten Stegen 4, die einerseits mit dem Tragkörper
1 und andererseits mit einem Rohr 5 verbunden sind. Eine Platte 6, an der der Elektromotor
5 befestigbar ist, verschließt das Rohr 5 bis auf einen Durchlaß fUr die Antriebswelle
7 des Elektromtors 3. Der Tnnendurchmesser ud die Lange des Rohres 5 sind entsprechend
den Außenabmessungen des Elektromotors 3 gewählt.
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Der Elektromotor 3 kann somit vom freien Ende des Tragkörpers 1 her
in die Motorhalterung eingeschoben und darin so befestigt
werden,
daß die Längsachse des Tragkörpers 1 mit der des Elektromotors 3 fluchtet. Die Stege
4, vorzugsweise sechs, sind gleichmäßig über dem Umfang verteilt und dienen gleichzeitig
als ustrittsleititter. Sie können als ebene oder gewölbte Platten ausgebildet und
in Ebenen angeordnet sein, in denen die Längsachse des Tragkörpers 1 liegt. Die
Platten sind so eingebaut, daß sie de Drall des Luftstromes entgegenwirken. Die
Stege 4 sind so weit von den rotierenden J.aufschaufeln 12 entfernt, daß kaum eine
Geräuschentwicklung angeregt wird. Die Antriebswelse 7 des Elektromotors 3 treibt,
beispielsweise Uber eine Nabe 8 und eine Mitnehmerscheibe 9, den Läufer des Gebläses
an. Der Läufer weist ein erstes trichterförmiges Leitblech 10 und ein zum ersten
Leitblech 10 im wesentlichen parallel verlaufendes zweites Leitblech 11 auf. Erstes
und zweites Leitblech besitzen einen gleichgroßen Außendurchmesser. Zwischen dem
ersten 10 und zweiten 11 Leitblech sind an deren Außendurchmesser die L,ufschaufeln
12 befestigt. Bei besonders langen Laufschaufeln kann zu deren Stützung zwischen
den Leitblechen 10, 11 ein Mittenring angebracht sein. Die Laufsohaufeln 12 verlaufen
parallel zur Lhngsachse des Läufers. Die Anzahl der Laufschaufeln 12 beträgt bei
einem Außendurchmesser des Läufers
von ca. 840 mm und einer Läuferdrehzahl
von ca. ]40 U/min, vorzugsweise 24 und bei gleichem Läufer und einer Läuferdrehzahl
von ca. 960 U/min, vorzugsweise 38 Stück. Das erste Leitblech 10, die Mitnehmerscheibe
9 und die Nabe 8 sind starr, beispielsweise durch Verschweißen, miteinander verbunden.
Die eingezeichneten Pfeile geben die Strömungsrichtung der Luft an.
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Die Luft wird zentripetal angesaugt, wobei sich im Bereich des Lufteintritts
die Saugseite und im Bereich des J.uftaustritts die Druckseite des Gebläses befindet,
vom ersten r,ettblech 10 um 900 umgelenkt und achsparallel aus dem Läufer hinausgedrückt.
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Die Stege 4 wirken dem durch die Laufschaufeln 12 verursachten Drall
entgegen.
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In Figur 2 ist die Anstellung der Laufschaufeln 12 im Verhältnis
zum Drehsinn 13 des Läufers dargestellt. Die Laufschaufeln 12 besitzen ein Tragflügelprofil.
Die Neigung einer Laufschaufel 12 ist dabei der Winkel 8, der durch die Sehne 14
des Tragflügelprofils der Laufschaufel 12 und die Tangente 15 an den Außendurchmesser
des Läufers der Laufschaufel 12 gebildet ist. Auf der Tangente 15 liegt der Vektor
17 der Umfangsgeschwindigkeit des Läufers. Die maximale senkrechte Anströmgeschwindigkeit,
wiedergegeben durch einen Vektor von der Länge 18, ist in Abhängigkeit vom Außendurchmesser
und der
Länge des Läufers sowie von der maximalen Fördermenge errechenbar.
Die maximale senkrechte Anströmgeschwindigkeit 18 und der Vektor 17 der Umfangsgeschwindigkeit
bestimmen die Größe und die Richtung des Vektors 19 der maximalen relativen Anströmgeschwindigkeit
des Luftstromes. Der zwischen Vektor 17 und Vektor 19 liegende Winkel ist der maximale
relative Anströmwinkel . Die gesamte Neigung der Laufschaufeln 12 ergibt sich somit
aus der Summe des maximalen relativen Anströmwinkel und des Anstellwinkels . Der
Läufer mit den Laufschaufeln und deren Profilierung ist nach der Tragflügeltheorie
berechnet und ausgelegt.
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Ein erfindungsgemäßes Gebläse ist weitgehend unempfindlich gegenüber
äußeren Störungen, beispielsweise Seitenwind. Es zeichnet sich durch einen geräuscharmen
Ltuf aus. 'ein Durchsatz hängt zudem nicht nur vom Durchmesser des Läufers und der
Läuferdrehzahl ab, sondern kann zusätzlich durch Verändern der Laufsehaufellänge
variiert werden. Deshalb kann bei gegebenem Lkuferdurchmesser die Läuferdrehzahl
reduziert werden, ohne den Durchsatz zu verringern, da gleichzeitig die Länge der
Laufschaufeln entsprechend größer gewählt werden kann. Durch eine Verringerung der
Läuferdrehzahl kann aber die Schallemission zusätzlich verringert werden. Ein erfindungsgemäßes
Gebläse kann beispielsweise auch in Haartrockeneinrichtungen, Förderenrichtungen
oder LUftungseinrichtungen eingesetzt werden.