Gebläse und Niederdruck-Kompressoren

Gebläse: Funktion - Anwendung & Technik

Luft ist für uns alle nicht nur wichtig, sie ist sogar lebensnotwendig. Aber wussten Sie, dass auch Gebläse eine zentrale Rolle beim Thema Luft spielen? Wir brauchen sie, damit unser Leben seinen gewohnten Gang geht. Gebläse werden genutzt um Verunreinigungen bei Herstellungs- und Verarbeitungsprozessen für Fleisch, Geflügel, Milchprodukte, Obst, Gemüse und Getränke zu verhindern. Wir brauchen sie für Abwasseraufbereitungsanlagen, wo sie Luft in die Tanks blasen und den Reinigungsprozess des Wassers beschleunigen. Bei Hochgeschwindigkeits-Druckanlagen brauchen wir Gebläse, um bedruckte Seiten schnell zu trocknen. In Kohlebergwerken werden Gebläse benötigt, um für eine Durchlüftung zu sorgen, damit die Bergleute besser atmen können. Gebläse kommen bei all diesen und vielen anderen Anwendungen weltweit zum Einsatz – die Branchen reichen von der Metallverarbeitung über die Zementproduktion bis zur Petrochemie und noch viel weiter. Diese Geräte sorgen für Prozesse, die energieeffizienter, produktiver, sicherer, wirtschaftlicher und zuverlässiger sind.

In diesem Leitfaden finden Sie Antworten auf die folgenden Fragen:

• Was ist der Unterschied zwischen Gebläsen und Druckluftkompressoren?
• Wie funktionieren Gebläse?
• Welche Arten von Gebläsen gibt es?
• In welchen Branchen und bei welchen Anwendungen kommen Gebläse zum Einsatz?

Was ist der Unterschied zwischen Gebläsen und Druckluftkompressoren?

Ein typisches Gebläse kann einem Druckluftkompressor täuschend ähnlich sehen. Doch die beiden Geräte unterscheiden sich grundlegend.
Stellen Sie sich ein Gebläse als Ventilator vor, der große Luftmengen stetig von einer Stelle an eine andere transportiert, und zwar schneller als der Ventilator, den Sie im Sommer bei sich zu Hause aufstellen. Gebläse werden zum Heizen, Kühlen, Durchlüften und Lufttransport eingesetzt und erzeugen einen hohen Volumenstrom, um diese zusätzliche Luftbewegung in Gang zu bringen. Der Druck ist im Vergleich zu einem Kompressor jedoch relativ niedrig.
Im Gegensatz dazu verdichtet ein Druckluftkompressor mehr Luft auf kleinerem Raum, und zwar mit höherer Druckintensität als ein Gebläse. Das Gerät verdichtet die Luft. Zweck dieses hohen Drucks ist die Beaufschlagung von Werkzeugen und Anwendungen, die große Kraft benötigen.

Wie funktionieren Gebläse?

Also, wie funktioniert denn nun ein Gebläse?
Zuerst wird Luft auf der Ansaugseite des Geräts angesaugt. Die Rotoren und Laufräder drehen sich, die Luft wird unter Druck gesetzt und wieder abgegeben. Es gibt dabei zwei grundlegende Kompressionsarten: Verdrängung und dynamische Kompression.

So können Gebläse entweder als Verdränger- oder als Zentrifugalgebläse klassifiziert werden.

Gebläse nach dem Verdrängerprinzip: Die Gebläse haben zwei Rotoren, mit denen sie ein bestimmtes Luftvolumen in die Verdichtungskammer saugen. Durch die Rotation der Rotoren wird also Luft in die Einlassseite des Gebläses gezogen und im Bereich zwischen den Rotoren und dem Gehäuse eingeschlossen. Die Verdichtungselemente transportieren diese Luftmenge zwischen den Rotoren und dem Gehäuse bis zur Auslassseite, wo es dann gegen den Anlagendruck verdrängt wird.

Zentrifugalgebläse: In Turbogebläsen strömt die Luft in radialer Richtung zum Auslass. Die Luft wird durch ein rotierendes Laufrad in dessen Mitte angesaugt und von den Zentrifugalkräften zum Außenrand des Laufrads geleitet. Daher werden Turbogebläse auch Zentrifugalgebläse genannt. Durch die radiale Bewegung der Luft wird kinetische Energie erzeugt. Durch das anschließende Abbremsen der beschleunigten Luft im Diffusor wird die kinetische Energie in potenzielle Druckenergie umgewandelt.

Welche Arten von Gebläsen gibt es?

Drehkolbengebläse: (auch als Roots-Gebläse bekannt): Drehkolbengebläse bestehen aus zwei Rotoren, die in entgegengesetzte Richtungen rotieren. Das Gebläse saugt Luft an und die Drehkolben transportieren die Luft von Elementeintritt zu -austritt und drücken die Luft hinaus ins Kundennetz. So erzeugen sie einen hohen Volumenstrom bei niedrigem Druck. Obwohl Drehkolbengebläse nur minimalen Wartungsbedarf haben, haben sie doch einen Nachteil: Es kommt zu Rückströmungen der Luft im Element. Daher sind sie im Vergleich zu Schraubengebläsen leider nicht die energieeffizientesten Geräte. Seit seiner Erfindung in den 1800er Jahren hat sich an der Technik des Drehkolbengebläses nicht viel geändert. Die meisten Weiterentwicklungen beschränkten sich auf die Reduzierung des Geräuschpegels.

Schraubengebläse: Das Schraubengebläse setzt auf zwei ineinander verzahnte Rotoren, die auch als Schraubenelemente bezeichnet werden. Das Luftvolumen wird durch Rotation der Schraubenelemente in der Verdichtungskammer reduziert. Dadurch wird die Luft bereits intern verdichtet. Im Vergleich zu herkömmlichen Drehkolbengebläsen kann die interne Verdichtung der Schraubengebläse den Energieverbrauch um 30 Prozent senken. Zentrifugalgebläse (auch Turbogebläse): Wenn ein Luftstrom durch die rotierenden Laufräder dieses Gebläses strömt, erhöhen sich die Geschwindigkeit und das Volumen. Zentrifugalgebläse ändern die Richtung des Luftstroms. Die Luft tritt in das Laufrad ein, wird dort um 90 Grad umgelenkt und beschleunigt. Durch das anschließende Abbremsen im Diffusor wird die kinetische Energie in potenzielle Druckenergie umgewandelt und die Luft wird an das Kundennetz abgegeben.

In welchen Branchen und bei welchen Anwendungen kommen Gebläse zum Einsatz?

Lebensmittel und Getränke: Die Anwendungsgebiete umfassen etwa die Fleisch- und Geflügelverarbeitung und die Herstellung von Milchprodukten. Abwasseraufbereitung: Das Abwasser wird im Belüftungstank mit Millionen von Bakterien versetzt. Die Bakterien verwerten den organischen Abfall und bauen das Abwasser in harmlose Nebenprodukte von Kohlendioxid, Stickstoff und Wasser ab. Da die Bakterien zum Überleben Sauerstoff brauchen, werden große Mengen an Druckluft in die Belüftungstanks geblasen.

Pneumatische Förderung: Gebläse werden benutzt, um trockenes Schüttgut zu transportieren, darunter Pulver, Granulate, Späne und Pellets.

Bergbau: Gebläse sorgen für die Durchlüftung von Kohlebergwerken und dienen zur Entfernung von Methangas aus unterirdischen Kohlebecken mittels Methangasextraktion.

Zementherstellung: Gebläse belüften die Zementsilos, sorgen dafür, dass der Rohstoff in Bewegung bleibt, kühlen die Mischung nach der Behandlung im Ofen und führen dem Feuer Sauerstoff zu.