Gebläse

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Gebläse

Gebläse

[* 2] (hierzu Tafel »Gebläse«),

Vorrichtungen zur Hervorbringung eines Stroms gepreßter Luft, werden besonders auf Hüttenwerken zur Beförderung von Verbrennungsprozessen beim Ausbringen der Metalle benutzt. Die Gebläse saugen atmosphärische Luft an, vergrößern deren Dichtigkeit (Pressung) und führen sie als Gebläsewind zum Orte der Verbrennung (meist Öfen) [* 3] in Röhren [* 4] (Windleitung), deren konische Ausströmungsöffnung in einen der Ofenwand eingefügten abgestumpften metallenen Hohlkegel (Form, Eckeisen) mündet.

Die Güte eines Gebläses steht in direktem Verhältnis zu seinem Nutzeffekt (Wirkungsgrad = Verhältnis der aufgewandten zur nutzbar gemachten Arbeit, welches häufig in Prozenten angegeben wird) und zu seinem Windeffekt (Verhältnis der eingesogenen zur ausgeblasenen Luftmenge). Der Nutzeffekt wird besonders beeinträchtigt durch die Reibung [* 5] der Maschinenteile und durch den schädlichen Raum des Gebläses, worunter man den hohlen Raum versteht, in welchem bei unzweckmäßiger Einrichtung des Gebläses die Luft wiederholt zusammengepreßt und wieder ausgedehnt wird, ohne ausgeblasen zu werden und zur Wirkung zu kommen.

Der Windeffekt leidet durch die Reibung in langen Röhrenleitungen und deren Undichtigkeit, so daß zuweilen 25 Proz. und mehr von dem eingesogenen Luftquantum bis zum Eintritt in den Ofen verloren gehen. Die Form der Gebläse ist sehr verschieden und bildet von dem einfachsten Handblasebalg bis zu den kolossalsten Cylindergebläsen viele Übergänge. Die Klassifikation derselben geschieht am zweckmäßigsten nach der Art und Weise der Druckwirkung, durch welche die Luft komprimiert wird. Es kann zur Wirkung kommen:

A. Erste Hauptgruppe.

Direkter Druck, wobei die Kompression der Luft durch momentane Verkleinerung des lufteinschließenden Teils der Maschine [* 6] hervorgerufen wird, nachdem vorher durch Vergrößerung desselben Luft aufgenommen ist. Der Hauptteil der nach diesem Prinzip eingerichteten Gebläse ist ein pyramidaler, kastenförmiger ¶

Gebläse (mit biegsamen

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oder cylindrischer Hohlraum, der vermöge der Beweglichkeit seiner Böden abwechselnd vergrößert und verkleinert wird. Zu diesem Zweck sind entweder die Seitenwände aus biegsamem Material gemacht (Lederbälge), oder aber so eingerichtet, daß sich die Böden darin verschieben können. Bestehen nun diese Böden aus festem Material (Kolbengebläse), so muß durch eine besondere Vorrichtung (Liderung) ein luftdichtes Anliegen derselben gegen die Seitenwände herbeigeführt werden, eine Vorsichtsmaßregel, die bei den hydraulischen Gebläsen, d. h. solchen mit Wasserböden, wegen der Beweglichkeit des Wassers nicht nötig ist.

Alle hierher gehörigen Gebläse arbeiten periodisch; in der ersten Periode wird Luft angesaugt, in der zweiten komprimiert und ausgestoßen. Es erhellt daraus, daß die einfach wirkenden Gebläse, d. h. solche, welche nur einen abwechselnd ansaugenden und ausstoßenden Teil haben, einen intermittierenden Windstrom entlassen. Aber auch bei doppelt wirkenden Gebläsen, d. h. solchen, welche zugleich auf einer Seite saugen und auf der andern blasen, ist der Windstrom kein gleichmäßiger.

Während die Gebläse dieser beiden Gruppen zur Ausgleichung der Windstöße der weiter unten behandelten Regulatoren bedürfen, geben die mehrfach und kontinuierlich wirkenden Gebläse einen so gleichmäßigen Windstrom, daß Regulatoren überflüssig werden. Zum Zweck des Ansaugens bedarf jedes unter direktem Druck arbeitende Gebläse eines oder mehrerer Saugventile, welche den Hohlraum des Gebläses während der Saugperiode mit der äußern Luft kommunizieren lassen, dann aber durch den bei der Kompressionsperiode erzeugten innern Druck geschlossen werden, während sich andre zur Windleitung führende Ventile, die Druckventile, öffnen, sobald dieser Druck den in der Leitung herrschenden übersteigt. Sobald aber die folgende Saugperiode beginnt, schließen sich die Druckventile wieder. Bei einigen Gebläsen fungieren die Kolben zugleich als Ventile, z. B. bei rotierenden und Kapselgebläsen.

1) Gebläse mit biegsamen Seitenwänden. Die einzigen Vertreter derselben sind die Lederbälge (Blasebälge), welche einen bedeutenden schädlichen Raum haben und wegen der Durchlässigkeit des Leders keine bedeutende Windpressung ergeben. Man unterscheidet Spitzbälge und Kastenbälge je nach der drehenden oder parallel hin- und hergehenden Bewegung des Deckels, beide Arten von Bälgen werden fast ausnahmslos nur einfach wirkend ausgeführt. [* 8] Fig. 1 zeigt einen ledernen Kastenbalg. DC ist ein fester Boden, darunter ein Ventilkasten mit nach innen sich öffnendem Saugventil V und nach außen klappendem Druckventil W. AB beweglicher, mit CD durch einen faltigen Ledermantel verbundener Deckel, X Windleitung.

2) Kolbengebläse. a) Hölzerne Bälge bestehen aus einem pyramidalen Holzkasten mit einem drehbaren Boden oder Deckel. Je nachdem nun der Boden an dem feststehenden Kasten oder umgekehrt dieser an dem feststehenden Boden oder Deckel bewegt wird, unterscheidet man hölzerne Bälge mit beweglichem Boden (Windholmgebläse) von solchen mit beweglichem Ober- oder Unterkasten. Großer Kraft- und Windverlust bei geringer Windpressung und häufigen Reparaturen haben diese Bälge längst veralten lassen.

Ventil - Ventilation

[* 8] Fig. 2 zeigt ein Windholmgebläse. ABDE fester Oberbalg, F der um die Achse C bewegliche Boden mit Ventil [* 9] V, der durch eine von unten wirkende Kraft [* 10] (Menschenkraft oder bei größern Gebläsen Wasserkraft) im Oberkasten auf und nieder bewegt wird; X Düse, yy Leistenliderung, d. h. eingeschnittene und durch Federn gegen die Innenwände des Oberkastens gedrückte Holzleisten. b) Die Kastengebläse unterscheiden sich von den Holzbälgen nur durch ihre parallelepipedische Form und die geradlinige Bewegung ihres Kolbens, sind aber jenen gegenüber wegen ihres etwas geringern schädlichen Raums als Verbesserungen anzusehen, obgleich auch sie noch an dem Nachteil schlechter Dichthaltung und vieler Reparaturen leiden.

Ihre Betriebskraft erhalten sie meist von Wasserrädern durch Vermittelung großer auf die Kolbenstange wirkender Exzentriks oder Krummzapfen und sind durchweg einfach wirkend. Die jetzt ganz verlassenen Kastengebläse bilden den Übergang zu c) den eisernen Cylindergebläsen, den gebräuchlichsten Gebläsen der Gegenwart, die namentlich da zu empfehlen sind, wo es auf große Windmengen von starker Pressung ankommt (bei Hochöfen, Bessemeranlagen etc.). Sie unterscheiden sich von den Kastengebläsen durch ihr dauerhafteres Material, durch ihre cylindrische Form, welche die Kolbendichtung bedeutend erleichtert, durch die bessere Dichtung selbst, welche den Windverlust herabmindern hilft und größere Windpressungen zuläßt, durch wesentliche Verbesserungen in der Konstruktion und Art der Anbringung der Ventile, ferner dadurch, daß sie meist doppelt wirkend sind.

Die Holzliderungen der Kolben hat man verlassen und durch solche aus Leder, Segeltuch oder Metallringen ersetzt. Die Kolbenstangen sind mit Stopfbüchsendichtung durch einen oder beide Cylinderdeckel geführt. Die Ventile werden meist in großer Anzahl (besonders bei schnell gehenden Gebläsen, Schnellläufern) und dem innern Cylinderraum möglichst nahe angebracht, zuweilen auch durch Schieber ersetzt. Diese Gebläse lassen sich klassifizieren entweder nach dem sie bewegenden Motor (Wasserrad-, Turbinen-, Dampfgebläse) oder nach der Lage der Cylinderachse (stehende, liegende, oszillierende und rotierende Gebläse), ferner in indirekt wirkende und direkt wirkende Gebläse, je nachdem die bewegende Kraft mit oder ohne Vermittelung eines Balanciers auf den Gebläsekolben übertragen wird. Die größte Verbreitung haben, weil das Brennmaterial zur Erzeugung des Dampfes durch Verwendung von Hochofengasen meist billig zu beschaffen ist, die Dampfgebläse und unter diesen die stehenden, welche wenig Grundfläche einnehmen und nicht, wie die liegenden Gebläse, einer durch einseitiges Aufliegen des Kolbens hervorgerufenen ungleichmäßigen Abnutzung ausgesetzt sind, allerdings aber

[* 8] ^[Abb.: Fig. 1. Lederner Kastenbalg.]

Gebläse (Kolbengebläse

[* 8] ^[Abb.: Fig. 2. Windholmgebläse.] ¶

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wegen ihrer oft außerordentlich großen Höhendimensionen weniger stabil und weniger bequem zu überwachen und zu warten sind als diese. Für jeden einzelnen Fall ist jedoch bei der Wahl eines Gebläses auf lokale Verhältnisse Rücksicht zu nehmen.

I. Stehende Gebläse Fig. 3: stehendes, direkt wirkendes, doppeltes Wasserradgebläse. A Wassergerinne, B oberschlächtiges eisernes Wasserrad, [* 12] C Wasserradwelle mit zwei um 180° versetzten Kurbeln, deren eine DE sichtbar ist, und durch deren Drehung die Kolben (einer von ihnen, K, im Durchschnitt sichtbar) mit Hilfe der durch eine Stopfbüchse [* 13] gehenden Kolbenstange H und der mit ihr durch das Querhaupt F verbundenen Bleuelstange FE auf und nieder bewegt wird. Die dem Querhaupt als Führung dienenden Leitschienen GG sind an dem die Cylinder XX tragenden Gestell PQ befestigt.

Jeder Cylinder hat auf beiden Seiten ein Saugventil (VV₁ ) und Druckventil (WW₁ ). Beim Aufgang des Kolbens wird im untern Teil jedes Cylinders Luft angesogen (V öffnet sich, W ist geschlossen), im obern komprimiert und ausgeblasen (W₁ öffnet sich, V₁ ist geschlossen). Beim Niedergang geht das umgekehrte Spiel vor sich. Tafelfig. 4 zeigt ein stehendes, direkt wirkendes Dampfgebläse neuerer amerikanischer Konstruktion.

Travnik - Trinidad [un

Auf einem turmartigen Gerüst aa steht der Gebläsecylinder b, bei cc mit Öffnungen zum Eintritt der Luft zu den Saugventilen versehen; d Windleitungsrohr. Der Dampfcylinder e steht unter dem Gebläsecylinder, die Kolben beider sind durch eine gemeinschaftliche (in der [* 11] Figur nicht sichtbare) Kolbenstange verbunden, welche durch das Querhaupt g und Bleuelstangen h (in der Figur ist nur eine sichtbar) die Schwungräder ii antreibt; f äußere Steuerung des Dampfcylinders, l Dampfzuleitungs-, k Ausblaserohr. Um behufs Bedienung und Reparatur zu allen Teilen der Maschine gelangen zu können, hat man sie bis obenhin mit Treppen [* 14] und mehreren Podesten versehen. In Tafelfig. 5 ist ein indirekt wirkendes, stehendes Woolfsches Dampfgebläse mit Balancier, [* 15] von der Märkischen Maschinenbauanstalt zu Wetter [* 16] a. d. Ruhr, dargestellt. a Gebläsecylinder mit Druckrohr b, c Balancier mit Horn d zum Betrieb der Schwungradkurbel e mit der Stange de, g und h ein Paar Woolfsche Dampfcylinder, ii Steuerung derselben, k Kondensator. [* 17] Mittels der Stangen L und M wird der Balancier von den Kolben der Dampfcylinder hin und her bewegt und überträgt diese Bewegung am andern Ende durch die Stange auf den Kolben des Gebläsecylinders.

II. Liegende Gebläse Tafelfigur 6: liegendes, direkt wirkendes Dampfgebläse (mit Schiebersteuerung). A Dampfcylinder mit Steuerung B, C Gebläsecylinder mit Schieber F, P Kolbenstange der Dampfmaschine, [* 18] K Kolbenstange des Gebläses, L M Bügel zur Verbindung beider Stangen. In diesem Bügel kann sich die Schwungradwelle D, angetrieben durch die mit dem Querhaupt M an die Kolbenstange P angeschlossene Bleuelstange MN, frei drehen. Auf der Schwungradwelle D sitzen drei Exzentriks, E bewegt den Dampf-, H den Gebläseschieber, Q die Luft- und Warmwasserpumpe für den Kondensator der Dampfmaschine. OO₁ sind Ein- und Auslaßöffnungen für die Gebläseluft. Dieselben werden durch den zur Hälfte sichtbaren Muschelschieber F abwechselnd mit der äußern Atmosphäre und mit der Windleitung in Kommunikation gesetzt.

III. Oszillierende Gebläse (Wackler) nehmen zwar wegen des Wegfalls der Bleuelstangen sehr geringen Raum ein, werden aber trotzdem wenig (ausnahmsweise für Wasserrad- oder Turbinengebläse) angewandt, weil ihre Dichthaltung durch die zur Verbindung des oszillierenden Cylinders mit der feststehenden Windleitung nötig werdende Stopfbüchse erschwert wird. IV) Rotierende Gebläse wirken mittels rotierender Kolben oder mittels ineinander greifender zahnradartiger Körper. Die erstern sind fast gar nicht, letztere zuweilen in Bergwerken als Wettermaschinen (Fabrysche Wetterräder), sehr häufig im Gießereibetrieb im Gebrauch und zwar in Form von Kapselgebläsen, speziell des Rootschen Ventilators (Roots-Blower, s. Fig. 7). Die Körper A und B sind so profiliert, daß sie, während sie mittels

[* 11] ^[Abb.: Fig. 3. Doppeltes stehendes Wasserradgebläse]

[* 11] ^[Abb.: Fig. 7. Rootscher Ventilator (Roots-Blower, Querschnitt).] ¶