Spiralgehäuseventilator

Was ist ein Spiralgehäuseventilator?

Ein Spiralgehäuseventilator ist eine Maschine, die die zentral in das Gehäuse eintretende Luft mit den Laufradschaufeln nach außen schleudert und entlang des spiralförmigen Querschnitts zum Austritt leitet. Die Luft ändert dabei ihre Richtung um neunzig Grad und gewinnt an Druck.

Der Begriff industrieller Spiralgehäuseventilator umfasst die gesamte Familie der Radialventilatoren, denn jeder Ventilator dieser Gruppe besitzt ein spiralförmiges Gehäuse. In der Branche bezeichnen auch die Begriffe Schneckenhausventilator und Spiralgehäusegebläse dieselbe Ausrüstung, wobei Schneckenhausventilator vor allem in der Praxis vor Ort häufig verwendet wird.

Funktionsprinzip des Spiralgehäuseventilators

Die Motorwelle treibt das Laufrad an, und das rotierende Laufrad des Spiralgehäuseventilators schleudert die Luft aus der Mitte zu den Schaufelspitzen. Durch die Zentrifugalkraft wird die Luft zugleich beschleunigt und verdichtet.

An dieser Stelle kommt das Spiralgehäuse ins Spiel. Da sich der Querschnitt zum Austritt hin erweitert, sinkt die Luftgeschwindigkeit, und die abgebaute Geschwindigkeit wird in statischen Druck umgewandelt. Der Spalt zwischen Laufrad und Gehäuse bestimmt unmittelbar den Wirkungsgrad dieser Umwandlung.

Arten von Spiralgehäuseventilatoren

Spiralgehäuseventilatoren werden nach dem erzeugten Druck und nach der Schaufelform unterschieden. Die folgende Tabelle vergleicht die Schaufeltypen.

Mini- und Kleinventilatoren mit Spiralgehäuse werden nach demselben Prinzip gebaut, der einzige Unterschied liegt in der Gehäusegröße und der Motorleistung. Bei der Auswahl unter den verschiedenen Arten werden zuerst die Reinheit der Luft und danach der Druckbedarf bewertet.

Niederdruck-Spiralgehäuseventilatoren

Niederdruckmodelle werden in kurzen Kanalnetzen und zur Raumlüftung eingesetzt. Wo der Widerstand gering ist, decken sie einen hohen Volumenstrom wirtschaftlich ab.

Allgemeine Hallenlüftung in Werkstätten, Rauchabsaugung und kurze Förderleitungen sind die typischen Einsatzbereiche dieser Gruppe.

Mitteldruck-Spiralgehäuseventilatoren

Die Mitteldruckgruppe kommt zum Einsatz, wenn das Kanalnetz länger wird und die Anzahl der Bögen steigt. In verwinkelten Leitungen ohne Filter ist sie die am häufigsten gewählte Klasse.

Absaugleitungen in Lackierereien, Trocknungskabinen und Förderleitungen in Lebensmittelbetrieben werden aus dieser Gruppe versorgt.

Hochdruck-Spiralgehäuseventilatoren

Hochdruckmodelle werden mit schmalschaufeligen Laufrädern gefertigt und überwinden die höchsten Widerstände. Sie sind die Standardlösung für Entstaubungsleitungen, die an eine Filteranlage angeschlossen sind.

Da der Widerstand mit zunehmender Verschmutzung des Filters steigt, werden die Ventilatoren dieser Gruppe nach dem Druckverlust des verschmutzten Filters ausgelegt. Andernfalls verliert die Anlage nach wenigen Wochen an Saugleistung.

Spiralgehäuseventilatoren mit rückwärts gekrümmten Schaufeln

Rückwärts gekrümmte Schaufeln, die entgegen der Drehrichtung geneigt sind, erreichen den höchsten Wirkungsgrad. Da sie für denselben Volumenstrom weniger Energie benötigen, werden sie in Anlagen mit langen Laufzeiten bevorzugt.

Sobald sich Staub auf den Schaufeln ablagert, sinkt der Wirkungsgrad. Deshalb wird dieser Typ in sauberer oder gefilterter Luft eingesetzt.

Spiralgehäuseventilatoren mit vorwärts gekrümmten Schaufeln

Vorwärts gekrümmte Laufräder haben eine große Schaufelanzahl und arbeiten mit niedriger Drehzahl. Da eine niedrige Drehzahl unmittelbar ein geringes Geräusch bedeutet, ist dieser Typ die Antwort auf Anwendungen, die einen leisen Spiralgehäuseventilator erfordern.

In Büros, Geschäften und Krankenhäusern mit Schallgrenzwerten wird der leise Spiralgehäuseventilator bevorzugt. Sein Wirkungsgrad liegt unter dem des rückwärts gekrümmten Typs, daher wird er nicht im schweren Dauerbetrieb eingesetzt.

Welche technischen Eigenschaften hat ein Spiralgehäuseventilator?

Die Eigenschaften eines Spiralgehäuseventilators lassen sich unter Volumenstrom, statischem Druck, Drehzahl, Motorleistung und Gehäusewerkstoff zusammenfassen. Diese Werte hängen voneinander ab: Ändert sich einer, werden die übrigen neu berechnet.

Die Abmessungen eines Spiralgehäuseventilators werden über den Laufraddurchmesser definiert, und auch die Querschnitte von Saug- und Druckstutzen richten sich nach diesem Durchmesser. Für Leitungen außerhalb der Standardabmessungen wird das Gehäuse individuell gefertigt. Bei kleinen Modellen steigt die Drehzahl bei gleichem Volumenstrom, da der Laufraddurchmesser kleiner ist. Zur Auswahl des Motors wird das Produkt aus Volumenstrom und Druck durch den Ventilatorwirkungsgrad geteilt, und unter allen Eigenschaften beeinflusst diese Motorleistung die Kosten am stärksten.

Einsatzbereiche von Spiralgehäuseventilatoren

Ein Spiralgehäuseventilator kommt in jeder Leitung zum Einsatz, in der Luft gegen einen Widerstand gefördert wird. Lüftungslösungen mit Spiralgehäuseventilatoren werden vor allem in geschlossenen Produktionsbereichen installiert, um die Raumluft zu erneuern.

Gießereien, Zementwerke, Holzbearbeitung sowie Lebensmittel-, Chemie- und Metallverarbeitungsbetriebe sind die Bereiche, in denen industrielle Spiralgehäuseventilatoren am häufigsten eingesetzt werden. Innerhalb von Fabriklüftungssystemen sind Lüftungseinheiten mit Spiralgehäuse die Hauptkomponente, während Mini-Modelle für die Absaugung einzelner Maschinen verwendet werden.

Einsatz von Spiralgehäuseventilatoren in Absauganlagen

Der Spiralgehäuseventilator ist das Herzstück jeder Staubabsaugleitung, denn er erzeugt den Unterdruck. Ohne Ventilator saugt keine Erfassungsstelle Staub an.

Der Ventilator wird meist nach der Filteranlage angeordnet, sodass das Laufrad gereinigte Luft erhält. Muss der Staub den Ventilator durchströmen, wird ein Radialventilator mit Spiralgehäuse und geraden Schaufeln eingesetzt, dessen Bauweise abrasiven Staub nicht anhaften lässt. In Leitungen mit einem Jet-Pulse-Schlauchfilter übernimmt der Spiralgehäuseventilator die Absaugung von der Position nach dem Filter aus, bei abrasivem Staub wird dem Radialventilator ein Vorabscheider-Zyklon vorgeschaltet.

Wie wählt man einen Spiralgehäuseventilator aus?

Die Auswahl eines Spiralgehäuseventilators beginnt mit der gemeinsamen Festlegung von Volumenstrom und statischem Druck. Ein hoher Volumenstrom allein reicht in langen Leitungen nicht aus.

Der zweite Schritt ist die Beschaffenheit der Luft. Für saubere Luft eignen sich rückwärts gekrümmte Schaufeln, für staubhaltige Luft gerade Radialschaufeln und an Orten mit Schallgrenzwerten vorwärts gekrümmte Schaufeln. Bei der Auswahl bestimmen außerdem die Betriebstemperatur und die Explosionsschutzklasse den Gehäusewerkstoff.

Berechnung eines Spiralgehäuseventilators

Die Berechnung beginnt mit dem Gesamtvolumenstrom aller Erfassungsstellen, anschließend wird der Druckverlust des Kanalnetzes addiert. Bögen, Querschnittsverengungen und der Filterwiderstand fließen in diese Summe ein.

Die beiden ermittelten Werte werden auf der Ventilatorkennlinie markiert, und der Schnittpunkt mit der Anlagenkennlinie ergibt den tatsächlichen Betriebspunkt. Ist die Berechnung abgeschlossen, ergibt sich daraus auch die erforderliche Motorleistung.

Konstruktion und Fertigung von Spiralgehäuseventilatoren

Die Konstruktion eines Spiralgehäuseventilators beginnt mit einer Messung im Betrieb. Ohne Kenntnis von Lufttemperatur, Staubkonzentration, Feuchte und chemischer Zusammensetzung lassen sich Laufrad und Gehäuse nicht richtig auswählen.

In der Fertigung werden Laufradform, Blechstärke des Gehäuses und Werkstoff gemeinsam festgelegt. Unter normalen Bedingungen wird Schwarzblech verwendet, bei Korrosionsgefahr Edelstahl und im Außenbereich verzinktes Blech. Mit dieser Werkstoffentscheidung steht die Konstruktion endgültig fest. Nach der Fertigung wird das Laufrad dynamisch ausgewuchtet, und wird dieser Schritt ausgelassen, verkürzt sich die Lebensdauer der Lager deutlich. Bei der Wahl zwischen Herstellern von Spiralgehäuseventilatoren ist es daher wichtig, ein Wuchtprotokoll anzufordern, denn nicht jede Werkstatt, die Spiralgehäuseventilatoren fertigt, kann diese Messung vorlegen.

Preise für Spiralgehäuseventilatoren

Preise für Spiralgehäuseventilatoren werden nicht über eine feste Liste angegeben, jede Einheit wird projektbezogen kalkuliert. Dasselbe gilt für die Preise von Schneckenhausventilatoren. Volumenstrom, Druck, Motorleistung, Gehäusewerkstoff und Antriebsart sind die wesentlichen Preisfaktoren.

Bei Modellen mit Edelstahlgehäuse und Motoren für explosionsgefährdete Bereiche liegen die Preise im oberen Bereich. Ebenso entscheidend sind die Energiekosten: Bei einer Einheit, die den Großteil des Tages läuft, gleicht ein effizientes Laufrad die höhere Anfangsinvestition innerhalb weniger Jahre aus. Der Unterschied zwischen zwei scheinbar ähnlichen Angeboten verbirgt sich meist in der Blechstärke und der Effizienzklasse des Motors. Beim Vergleich von Herstellern sollten diese beiden Punkte gesondert anhand des technischen Datenblatts abgefragt werden. Über unser Angebotsformular erhalten Sie einen Preis für Ihr Projekt.

Worauf ist bei der Montage eines Spiralgehäuseventilators zu achten?

Ein Spiralgehäuseventilator wird so montiert, dass keine Schwingungen auf das Bauwerk übertragen werden. Die Einheit wird auf Schwingungsdämpfer gesetzt und über einen elastischen Kompensator an den Kanal angeschlossen.

Ebenso darf eine gerade Kanalstrecke an Saug- und Druckstutzen nicht fehlen. Luft, die über einen Bogen in den Ventilator eintritt, stört die Strömung und verringert den Volumenstrom. Nach der Montage muss unbedingt die Drehrichtung geprüft werden: Ein falsch herum drehendes Laufrad fördert zwar Luft, liefert aber nur einen kleinen Teil des Volumenstroms. Für die übrigen Typen aus der Gruppe der Industrieventilatoren gelten dieselben Prüfungen.