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Emil Siegwart in Altenwald/Saar Axialventilator oder-gebläse mit elektromotorischem
Antrieb, insbesondere für die Bewetterung von Abbaustrecken in Steinkohlengruben
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Die Neuerung betrifft einen Axialventilator oder ein Axialgebläse mit elektromotorischem
Antrieb, welches insbesondere für die Luftforderung innerhalb der Bewetterungsanlage
von Abbaustrecken einer Steinkohlengrube bestimmt ist.
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Bekanntlich werden im Steinkohlenbergbau zwei Bewetterungsarten angewendet,
und zwar entweder die saugende oder die blasende Bewetterung. Bei letzterer strömt
die reine Frischluft durch eine im Abbaustollen verlegte Rohrleitung, die sogenannte
Latte, zum Abbauort und strömt beladen mit Kohlenstaub, Gesteinsstaub und Gas durch
den Stollen zurück. Diese rückströmende
verunreinigte Luft gefährdet
vor allem die Bergleute, die im Stollen arbeiten. Deshalb zieht man die saugende
Bewetterung vor, bei welcher die Frischluft durch den Stollen dadurch zum Abbauort
strömt, dass an diesem Luft angesaugt und durch eine im Stollen verlegte Rohrleitung
abgeführt wird.
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Aus Sicherheitsgründen sind bei beiden Bewetterungsarten nur Ventilatoren
oder Gebläse zugelassen, die entweder durch einen Pressluft-Motor oder durch einen
explosions-und schlagwettergeschützten Elektromotor angetrieben sind. Da Pressluftmotore
sehr unwirtschaftlich arbeiten und hohe Kosten für die Erzeugung und Zuführung des
Antriebsmediums erfordern, geht man immer mehr zum elektromotorischen Antrieb der
im Bergbau verwendeten Kraft-und Arbeitsmaschinen über.
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Im Falle der saugenden Bewetterung mit elektromotorisch angetriebenem
Ventilator oder Gebläse, ist es nicht zulässig, den Motor innerhalb der Saugleitung
anzuordnen, was die Verwendung von Axialventilatoren oder Axialgebläsen stark einschränkt
oder gar ausschließt* wenn es sich um solche handelt, bei denen der Motor im geförderten
Luftstrom liegt. Gerade Axialventilatoren oder Axialgebläse und insbesondere solche
mit innerhalb des Förderstromes liegendem Motor sind aber für eine raumsparende
Leitungsführung besonders vorteilhaft. Bei
den Wetterlutten im Steinkohlenbergbau
kommt es auf eine raumsparende Leitungsführung ganz besonders an. Wohl gibt es Axialventilatoren
bzw. Gebläse, bei denen der Motor ausserhalb liegt. Diese bedingen aber einen sehr
starken Leitungsknick, der in einem normalen Abbaustollen mit ungefähr 2,9 m Scheitelhöhe
| und ungefähr 3, 8 m Basisbreite zu einer untragbaren |
Querschnittsverengung führt.
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Der vorliegenden Neuerung liegt die Aufgabe zu Grunde, die bekannten
Axialventilatoren bzw. Axialgebläse mit elektromotorischem Antrieb so weiterzubilden,
dass sie gleichermassen, sowohl für die saugende als auch für die blasende Bewetterung
von Abbaustrecken in Steinkohlengruben verwendbar sind, ohne die einschlägigen Sicherheitsvorschriften
zu verletzen und ohne den Querschnitt des Abbaustollens mehr zu beeinträchtigen,
als dies ohnehin durch den notwendigen Luttenstrang der Fall ist.
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Gemäss der Neuerung ist der Antriebsmotor in einem besonderen Gehäuse
von weitgehend aero-dynamischer Aussenform eingekapselt, welches zentrisch in dem
dafür bestimmten Luttenrohrstück sitzt und in diesem durch mindestens eine hohle
Radialstütze befestigt ist. Die Stütze
stellt zugleich die Verbindung
zwischen dem Inneren des Gehäuses für den Motor und der den Luttenstrang umgebenden
Luft her. Soweit ein in ähnlicher Weise gekapselter Motor bereits bei einem Axialventilator
verwendet worden ist, handelt es sich um eine ganz andere Anwendungsform, nämlich
um die Anwendung eines Axialventilators an heisse Medien führenden Leitungen. nem
Gehäuse für den Motor wird dabei durch besondere Zu-und Abflussleitungen eine Kühlflüssigkeit
zugeführt.
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Man hat auch schon versucht, auf andere Weise das vorliegende Problem
der Verwendung eines Axialventilators zu lösen. Bei einer bekannten Anordnung ist
der Antriebsmotor an einem leicht S-förmig gekrümmten Rohr aussen derart angesetzt,
dass das Laufrad in dem mittleren Teil des S-förmigen Rohres angebracht ist. Bei
dieser Bauart besteht jedoch der Nachteil, dass der Motor ziemlich weit abstehend
von dem Rohr angeordnet ist, so dass sich ein hoher Platzbedarf ergibt. Durch die
Neuerung wird nun in einer besonderen Ausführungsform derselben dieser Nachteil
dadurch vermieden, dass der Antriebsmotor an einem leicht S-förmig gekrümmten Luttenrohrstück,
und zwar an dem Krümmungstal des Rohrstückes in solcher Schrägstellung befestigt
ist, dass seine gedachte Mittellinie
durch das Zentrum der Öffnung
des Rohrstückes führt und vertikal zur Ebene dieser Öffnung verläuft. Durch diese
Anordnung des Motors schmiegt sich der Motor in vorteilhafter und raumsparender
Weise in die Krümmung des Rohres an der Aussenseite an.
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Es ist zweckmässig, den Ventilator bzw. das Gehläse in mehrere selbständige
Einheiten zu unterteilen, welche als in den Luttenstrang einfügbare Rohrstücke ausgebildet
sind.
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Die beiliegende Zeichnung zeigt die praktische Verwirklichung der
Neuerung in den beiden grundsätzlichen Ausführungsformen und in leistungsmässig
unterschiedlichen Typen. In der folgenden Beschreibung werden nicht nur die in der
Zeichnung dargestellten Ausführungsbeispiele der Neuerung näher erläutert, sondern
auch weitere Einzelheiten und Vorteile der Neuerung dargelegt.
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Fig. 1 zeigt im vertikalen Mittellängsschnitt einen in den Luttenstrang
eingefügten Axialventilator mit innerhalb des Förderstromes liegendem Antriebsmotor.
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Fig. 2 ist ein vertikaler Mittellängsschnitt durch den für eine geringere
Förderleistung bemessenen Antriebsteil des Axialventilators nach Fig. 1.
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Fig. 3 zeigt im vertikalen Mittellängsschnitt einen Axialventilator
nach der Neuerung, bei welchem der Antriebsmotor sich ausserhalb des Förderstromes
befindet
| Fig. 4 und 5 zeigen, wie die in Fig. 1 bis 3 |
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dargestellten Ausführungsformen, innerhalb des freien Querschnittes eines Abbaustollens
und im Verlauf des Luttenstranges untergebracht sind.
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Die Axialventilatoren nach den Fig. 1 bis 3 sind in den in üblicher
Weise aus Rohrschüssen zusammengesetzten Luttenstrang 1 eingefügt. Sie bestehen
aus mehreren baulich für sich selbständigen Teilen, die in Form von mit Verbindungs-und
Anschlussflanschen versehenen Rohrstücken ausgebildet sind. Der in Fig. 1 und 2
dargestellte Axialventilator ist aus dem Rohrstück 2, welches den Anschlussteil
bildet, und den Rohrstücken 3 und 4, welche zusammen den Laufradteil bilden, zusammengesetzt.
In dem gegenüber dem normalen Luttenrohr 1 in seinem Durchmesser erweiterten Rohrstück
2 ist zentrisch ein weiteres Gehäuse 5 von weitgehend aero-dynamischer Aussenform
angeordnet, welches den in explosions-und schlagwettergeschützter Form gestalteten
Antriebsmotor 6 aufnimmt und durch hohle radial verlaufende Stützen 7 in dem Rohrstück
2 befestigt ist Diese Radialstützen 7 stellen auch
die Verbindung
zwischen dem Inneren des Gehäuses 5 und der das Rohrstück 2 umgebenden Atmosphäre
her.
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In dem durch die Flanschverbindung 8, 9 mit
| dem Rohrstück 2 verbundenen Rohrstück 3, welches in |
seinem Durchmesser dem Durchmesser des Luttenrohres 1 entspricht, sitzt der die
Welle 10 für die beiden Laufräder 11 enthaltende Nabenkranz 12, der mit Hilfe der
festen Leitschaufeln 13 zentrisch in dem Rohrstück 3 gehalten ist* Das an das Rohrstück
3 anschliessende, durch die Flanschverbindung 14,15 mit diesem zusammengefügte Rohrstück
4, welches in seinem Durchmesser ebenfalls dem Luttenrohr 1 entspricht, enthält
den saugseitigen hohlen Strömungsleitkörper 16, welcher mit Hilfe des Kranzes von
Leitschaufeln 17 in dem Rohrstück 4 befestigt ist. Den blasseitigen Zeitkörper bildet,
was sich aus der Zeichnung ohne weiteres ergibt, das Gehäuse 5 für den Motor 6.
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Der Ventilator nach Fig. 1 ist für eine verhältnismässig hohe Förderleistung
bestimmt und enthält zu diesem Zweck zwei Laufräder 11. Wünscht man eine geringere
Leistung, dann kann man diese, wie Fig. 2 zeigt, einfach dadurch erreichen, dass
man das für den Betrachter der Zeichnung linke Laufrad 11 weglässt und dafür ein
Rohrstück 4 mit einem Leitkörper 18 ansetzt, welcher bis an die entsprechende Stirnfläche
des
Nabenkranzes 12 heranreicht. Es ist ferner notwendig, die Welle 10 z. B. durch eine
Eindrehung 19 elastisch zu gestalten, damit die bei der Montage möglicherweise sich
ergebende gegenseitige Versetzung zwischen den Rohrstücken 2 und 3, ausgeglichen
wird. Die Unterteilung des Laufradteiles in zwei Rohrstücke 3 und 4 ist aber nur
fertigungstechnisch bedingt. Sie erleichtert lediglich die Herstellung. Es ist durchaus
denkbar, für den Laufradteil ein einziges Rohrstück zu verwenden, so dass dann der
Ventilator nur aus zwei baulich selbständigen Teilen besteht.
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Da bei dem Ventilator nach den Fig. 1 und 2 der im Förderstrom liegende
Motor 6 durch sein Gehäuse 5 und die Stützen 7 vollkommen gegen den Förderstrom
abgekapselt ist, kann dieser Ventilator ohne weiteres für saugende Bewetterung verwendet
werden, wobei er über die hohlen Stützen 7 vermöge der durch den Stollen zum Abbauort
strömenden Frischluft gekühlt wird. Dass dieser Ventilator ferner eine besonders
raumsparende Unterbringung sowohl im Scheitel des Stollens als auch seitlich im
Stollen ermöglicht, ist aus Fig. 4 der Zeichnung zu erkennen, Die Neuerung ermöglicht
aber auch bei einem Axialventilator den Antriebsmotor ausserhalb des Luftstromes
anzuordnen.
Der antriebsteil besteht dann, wie Fig. 3 zeigt, aus einem leicht S-förmig gekrümmten
Rohrstück 2o, an welchem aussen, und zwar in dem Krümmungstal, welches dem blasseitigen
Ende benachbart ist, ein Schrägkonsol 21 angebracht ist, auf welchem der Motor 6
befestigt ist und zwar in einer solchen Schrägstellung, dass seine gedachte Mittellinie
durch das Zentrum der saugseitigen Öffnung 22 des Rohrstückes 2o führt und vertikal
zur Ebene die-
| ser Öffnung 22 verläuft, an welche mittels der Flansch- |
| das |
| verbindung 23, 24/den Laufradteil bildende Rohrstück |
3 nach Fig. 1 angesetzt ist, an welches sich wiederum das den blasseitigen Leitkörper
16 nach Fig. 1 enthaltende Rohrstück 25 anschliesst. Dieses besitzt zum Unterscheid
gegen das Rohrstück 4 des Ventilators nach den Fig. 1 und 2 eine Winkelform, damit
der achsgerechte Anschluss an dem benachbarten Luttenrohrschuss 1 möglich ist. Das
Rohrstück 2o für den Antriebsteil enthält auch den saugseitigen hohlen Strömungsleitkörper
26ür den Laufradteil 4. Für die gleichfalls elastisch ausgebildete Antriebswelle
27 zur Verbindung vom Motor 6 zur Laufradwelle 10 ist an der Stelle, an welcher
sie den Strömungsquerschnitt zwischen dem Gleitkörper 26 und der Wandung des Rohrstückes
2o durchsetzt, ein Mantelrohr 28 vorgesehen, welches auch
als Abstützung
für den Leitkörper 26 im Rohrstück 2o fungiert.
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Durch die in Fig. 3 dargestellte Ausbildung
| des ! ntriebsteiles ist nur eine sehr geringe Abwei- |
| chung des Euttenstranges im Ventilatorbereich gege- |
ben, die, wie Fig. 5 zeigt, für die räumliche Unterbringung im Stollenquerschnitt
kaum nachteilig ins Gewicht fällt und ohne weiteres in Kauf genommen werden kann.
Schutzansprüche
1. Axialventilator oder-gebläse mit elektromotorischem Antrieb, insbesondere für
die saugende Bewetterung von Abbaustrecken in Kohlengruben, dadurch gekennzeichnet,
dass zwecks Erfüllung der Sicherheitsvorschriften und zur Erzielung geringen Platzbedarfs
der Antriebsmotor in einem besonderen Gehäuse von weitgehend aero-dynamischer Aussenform
eingekapselt