Ventilator (Gerät)

Ventilator (Gerät)

Ein Ventilator ist ein Gerät, das zur Erzeugung eines Luftstroms verwendet wird und im Allgemeinen aus breiten, flachen Oberflächen besteht, die sich drehen oder schwingen. Die häufigsten Anwendungen von Ventilatoren sind der Komfort von Menschen, die Belüftung oder der Transport von Gasen für industrielle Zwecke. Die einfachste Art von Ventilatoren besteht aus Blättern oder flachen Gegenständen, die gewellt werden, um eine angenehmere Atmosphäre zu schaffen.

Zu den typischen Anwendungen gehören dekorative Verzierungen, Klimakontrolle, Kühlsysteme, persönliche Winderzeugung (wie ein elektrischer Tischventilator), Belüftung (wie ein Abluftventilator), Winden (wie das Trennen von Spreu von Getreidekörnern), Entfernen von Staub (wie das Saugen in einem Staubsauger), Trocknen (gewöhnlich zusätzlich zur Wärme) und um Zugluft für ein Feuer zu erzeugen. Es ist auch üblich, elektrische Ventilatoren als Lufterfrischer zu verwenden, indem man Weichspülerblätter am Schutzgehäuse anbringt. Dadurch wird der Duft in die Umgebungsluft getragen.

Geschichte

Etymologie

Im Altenglischen bezeichnete „fann“ einen Korb oder eine Schaufel zum Winden oder zum Trennen der Spreu vom Korn durch einen Luftstrom. Es war eine Entlehnung aus dem lateinischen Wort „vannus“, einem Wort mit der gleichen Bedeutung, abgeleitet von „ventus“ („Wind“) oder einer verwandten Wurzel (wie „vates“). Im Sinne von „Gerät zum Bewegen von Luft“ ist das Wort erstmals 1390 belegt, die handgehaltene Version wird erstmals 1555 erwähnt.

Antik

Die Geschichte der Fächer reicht Tausende von Jahren zurück. Seit der Antike haben Fächer eine Doppelfunktion – Statussymbol und nützliches Ornament. Im Laufe ihrer Entwicklung wurden Fächer aus den verschiedensten Materialien hergestellt und oft mit dekorativen Kunstwerken versehen. Bei den einfachsten Fächern handelt es sich um Blätter oder flache Gegenstände, die geschwungen werden, um eine kühlere Atmosphäre zu erzeugen. Diese starren oder faltbaren Handgeräte wurden seit dem Altertum auf der ganzen Welt zur Kühlung, zur Luftzirkulation, als zeremonielle Geräte und als Kleidungszubehör verwendet. Sie sind immer noch weit verbreitet.

Die frühesten bekannten Fächer werden als „Schirmfächer“ oder „feste Blattfächer“ bezeichnet. Diese wurden mit der Hand bedient, um den Körper zu kühlen, eine Brise zu erzeugen und Insekten abzuwehren. Diese frühen Fächer hatten in der Regel die Form von Palmblättern. Einige der frühesten bekannten Fächer stammen aus ägyptischen Gräbern. Die frühen Assyrer und Ägypter beschäftigten Sklaven und Diener, um den Fächer zu bedienen. Auf ägyptischen Reliefs waren die Fächer von starrer Form. Im Grab des Tutanchamun befanden sich goldene Fächer mit Straußenfedern, die zu den Darstellungen an den Grabwänden passten. Langstielige, scheibenförmige Fächer wurden in der Antike von Dienern getragen und waren mit königlichen und religiösen Zeremonien verbunden. Sie hatten Griffe oder Stöcke, die an einem starren Blatt oder an Federn befestigt waren.

Vogelgefieder wurde bei Fächern, wie denen der Ägypter und der amerikanischen Ureinwohner, sowohl für praktische als auch für zeremonielle Zwecke verwendet. Im alten Amerika verwendeten die Kulturen der Azteken, Maya und Südamerikaner Vogelfedern für ihre Fächer. Unter den aztekischen Fächern befanden sich Darstellungen von Kaufleuten, die den Handel illustrierten. Die Verwendung verschiedener Federarten in diesen Fächern hatte eine religiöse Konnotation. Das Volk der Paracas in Südamerika (dem heutigen Peru) hat unter seinen Mumien zahlreiche Beispiele für alte Federfächer hinterlassen. In Indien ist der Hindi-Begriff für einen Fächer pankha (eine Ableitung von „Feder“ oder „Vogelflügel“).

Bildliche Zeugnisse belegen, dass die Griechen, die Etrusker und die Römer Fächer als Kühl- und Zeremonialgeräte verwendeten. In Griechenland wurde Leinen über blattförmige Rahmen gespannt. In Rom wurden vergoldete und bemalte Holzfächer verwendet. Römische Frauen im ganzen Reich benutzten runde Fächer. Chinesische Quellen verbinden den Fächer mit mythischen und historischen Figuren.

Asien

Fächer waren im Fernen Osten oft ein Symbol für den sozialen Status; die Menschen trugen je nach Geschlecht und Status bestimmte Fächer. Der Akomeogi (oder japanische Faltfächer; Hiôgi) aus dem sechsten Jahrhundert zum Beispiel war ein Fächer, den die Aristokraten der Heian-Zeit trugen, wenn sie sich formell kleideten. Sie wurden hergestellt, indem dünne Streifen aus Hinoki (oder japanischer Zypresse) mit Faden zusammengebunden wurden. Die Anzahl der Holzstreifen richtete sich nach dem Rang der Person.

Variationen dieses Fächers wurden dann im neunten Jahrhundert nach China gebracht. Er kam während der Ming-Dynastie zwischen 1368 und 1644 in Mode, und Hangzhou wurde zu einem Zentrum der Fächerproduktion. Akomeogi-Fächer werden heute von Shinto-Priestern in formellen Kostümen und in den formellen Kostümen des japanischen Hofes verwendet (man sieht sie bei der Krönung und Hochzeit des Kaisers und der Kaiserin) und sind bunt bemalt und mit langen Quasten versehen.

In China waren Schirmfächer traditionell weiter verbreitet und wurden in der gesamten Gesellschaft verwendet. Die frühesten bekannten chinesischen Fächer sind ein Paar geflochtene Bambus-Seitenfächer aus dem zweiten Jahrhundert v. u. Z. Das chinesische Schriftzeichen für „Fächer“ (扇) ist etymologisch von einem Bild von Federn unter einem Dach abgeleitet. Das chinesische Wort für Fächer, pien-mien, bedeutet „die Luft aufwirbeln“. Gedruckte Fächerblätter und gemalte Fächer werden auf einem Papiergrund hergestellt. Das Papier war ursprünglich handgeschöpft und wies die charakteristischen Wasserzeichen auf. Jahrhundert eingeführten maschinell hergestellten Papierfächer sind glatter und haben eine gleichmäßige Textur.

Der chinesische Tanzfächer wurde im siebten Jahrhundert entwickelt, und die Handhabung des Fächers wurde zu einer hoch angesehenen weiblichen Kunst. Die chinesische Form des Handfächers bestand aus einer Reihe von Federn, die am Ende eines Griffs angebracht waren. Der Mai Ogi (oder chinesische Tanzfächer) hat zehn Stäbe und eine dicke Papierfassung mit dem Familienwappen. Chinesische Maler haben viele Fächerdekorationen angefertigt. Die Lamellen aus Elfenbein, Knochen, Glimmer, Perlmutt, Sandelholz oder Schildkrötenpanzer wurden geschnitzt und mit Papier oder Stoff überzogen. Faltfächer haben „Monturen“, d. h. die Stäbe und Schutzvorrichtungen. Die Blätter werden in der Regel von Kunsthandwerkern bemalt.

Fächer wurden auch als Waffe verwendet – der so genannte eiserne Fächer, oder tiě shān auf Chinesisch, tessen auf Japanisch, wurde von Samurai-Kriegern für Kampfsignale verwendet, auch als tödliche Waffe im Nahkampf. Einfache japanische Papierfächer sind manchmal als „Harisens“ bekannt. In der aktuellen japanischen Popkultur werden Harisens häufig in Zeichentrickfilmen und Graphic Novels als Waffen eingesetzt. Faltfächer (japanisch: „sensu“, chinesisch: „shān zi“) sind in Ostasien nach wie vor wichtige kulturelle Symbole und beliebte touristische Souvenirs.

Europa

In Europa war der Fächer im Mittelalter nicht vorhanden. Der älteste Fächer des Westens ist ein Flabellum (oder Zeremonialfächer), der aus dem sechsten Jahrhundert stammt. Handfächer wurden in Europa im dreizehnten und vierzehnten Jahrhundert wieder eingeführt. Fächer aus dem Nahen Osten wurden von Kreuzrittern mitgebracht. Im fünfzehnten Jahrhundert brachten portugiesische Kaufleute Fächer aus China und Japan nach Europa. Fächer wurden allgemein populär.

Im 16. Jahrhundert wurde der aus China eingeführte Faltfächer in Europa populär. Diese Fächer sind besonders gut auf den Porträts der hochwohlgeborenen Frauen dieser Zeit zu sehen. Königin Elisabeth I. von England trug sowohl mit Bommeln verzierte Fächer als auch den älteren, meist mit Federn und Juwelen geschmückten, starren Fächer an ihrem Stock. Diese starren Fächer hingen oft an den Röcken der Damen, aber von den Fächern dieser Epoche sind nur die exotischeren Faltfächer erhalten geblieben. Die Faltfächer des 15. Jahrhunderts, die sich heute in Museen befinden, haben entweder Lederblätter mit ausgeschnittenen Mustern, die ein spitzenartiges Muster bilden, oder ein steiferes Blatt mit Einlagen aus exotischeren Materialien wie Glimmer. Eines der Merkmale dieser Fächer sind die recht groben Knochen- oder Elfenbeinstäbe und die Art und Weise, wie die Lederblätter oft auf die Stäbe gesteckt und nicht wie bei späteren Fächern geklebt werden. Trotz der relativ groben Bauweise waren Faltfächer zu dieser Zeit hochrangige, exotische Gegenstände, die gleichrangig mit kunstvollen Handschuhen als königliche Geschenke verwendet wurden.

Im siebzehnten Jahrhundert war der starre Fächer, der auf den Porträts des vorangegangenen Jahrhunderts zu sehen war, in Ungnade gefallen, da Faltfächer in Europa an Dominanz gewannen. Fächer begannen, gut gemalte Blätter zu zeigen, oft mit einem religiösen oder klassischen Thema. Auch die Rückseite dieser frühen Fächer zeigt nun kunstvolle Blumenmuster. Die Stäbe sind oft aus schlichtem Elfenbein oder Schildpatt, manchmal mit Gold- oder Piqué-Einlagen versehen. Die Art und Weise, wie die Stäbe eng aneinander liegen, oft mit wenig oder gar keinem Abstand dazwischen, ist eines der charakteristischen Merkmale der Fächer dieser Epoche.

Im Jahr 1685 wurde das Edikt von Nantes in Frankreich aufgehoben. Dies führte zu einer massiven Einwanderung vieler Fächerhandwerker aus Frankreich in die umliegenden protestantischen Länder (wie England). Diese Streuung der Fertigkeiten spiegelt sich in der wachsenden Qualität vieler Fächer aus diesen nicht-französischen Ländern nach diesem Datum wider.

Im achtzehnten Jahrhundert erreichten Fächer einen hohen Grad an Kunstfertigkeit und wurden in ganz Europa oft von spezialisierten Handwerkern hergestellt, entweder aus Blättern oder aus Stöcken. Gefaltete Fächer aus Spitze, Seide oder Pergament wurden von Künstlern verziert und bemalt. Fächer wurden zu dieser Zeit auch von den Ostindien-Kompanien aus China importiert. Um die Mitte des 17. Jahrhunderts begannen Erfinder, mechanische Fächer zu entwickeln. Aufziehbare Fächer (ähnlich wie Aufziehuhren) waren in den 1700er Jahren sehr beliebt. Jahrhundert sorgte die europäische Mode dafür, dass sich die Dekoration und Größe von Fächern änderte.

Es heißt, dass an den Höfen in England, Spanien und anderswo Fächer in einem mehr oder weniger geheimen Code verwendet wurden. Diese Fächersprachen waren eine Möglichkeit, mit den einschränkenden gesellschaftlichen Umgangsformen zurechtzukommen. Diese Sprache wird heute von Fächerherstellern wie Duvelleroy in London zu Marketingzwecken verwendet.

Mechanische Entwicklung

Der erste mechanische Fächer, der dokumentiert ist, war der Punkah-Fächer, der um 1500 im Nahen Osten verwendet wurde. Er hatte einen mit Segeltuch bespannten Rahmen, der von der Decke abgehängt wurde. Diener, die so genannten Punkah-Wallahs, zogen an einem Seil, das mit dem Rahmen verbunden war, um den Ventilator hin und her zu bewegen.

Die industrielle Revolution in den späten 1800er Jahren führte riemengetriebene Ventilatoren ein, die von Fabrikwasserrädern angetrieben wurden. Die ersten industriellen Ventilatoren wurden entwickelt, indem hölzerne oder metallene Schaufeln an oben liegenden Wellen befestigt wurden, die zum Antrieb der Maschinen dienten. Einer der ersten funktionsfähigen mechanischen Ventilatoren wurde 1832 von A. A. Sablukov gebaut. Er nannte seine Erfindung – eine Art Zentrifugalventilator – eine „Luftpumpe“. Zentrifugalventilatoren wurden in den Jahren 1832-1834 erfolgreich in Kohlebergwerken und Fabriken getestet. Als Thomas Edison und Nikola Tesla in den späten 1800er und frühen 1900er Jahren die elektrische Energie für die Öffentlichkeit einführten, wurde auch der elektrische Ventilator für den persönlichen Gebrauch eingeführt. Zwischen 1882 und 1886 entwickelte Dr. Schuyler Skaats Wheeler den zweiblättrigen Tischventilator, eine Art elektrischen Ventilator für den persönlichen Gebrauch. Er wurde von der amerikanischen Firma Crocker & Curtis electric motor company kommerziell vermarktet. Im Jahr 1882 führte Philip H. Diehl den elektrischen Deckenventilator ein. Diehl gilt als der Vater des modernen elektrischen Ventilators. In den späten 1800er Jahren wurden elektrische Ventilatoren nur in Gewerbebetrieben oder in wohlhabenden Haushalten eingesetzt. Wärmekonvektionsventilatoren, die mit Alkohol, Öl oder Kerosin betrieben wurden, waren um die Wende zum 20. Jahrhundert weit verbreitet.

In den 1920er Jahren ermöglichte der industrielle Fortschritt die Massenproduktion von Stahl in verschiedenen Formen, wodurch die Preise für Ventilatoren sanken und sich mehr Hausbesitzer diese leisten konnten. In den 1930er Jahren wurde der erste Art-Déco-Ventilator entworfen. Vor diesem Ventilator, dem so genannten Silberschwan, waren die meisten Haushaltsventilatoren eher schlicht. In den 1950er Jahren wurden Ventilatoren in leuchtenden Farben hergestellt, die ins Auge fielen. Die zentralen Klimaanlagen der 1960er Jahre beendeten das goldene Zeitalter der elektrischen Ventilatoren. In den 1970er Jahren wurden Deckenventilatoren im viktorianischen Stil populär.

Im zwanzigsten Jahrhundert wurden Ventilatoren zu Gebrauchsgegenständen. In den 2000er Jahren ist die Ästhetik der Ventilatoren zu einem Anliegen der Käufer geworden. Der Ventilator gehört unter anderem im Fernen Osten, in Japan und Spanien zum täglichen Leben. Elektrische Ventilatoren sind in Haushalten und Büros weitgehend durch Klimaanlagen ersetzt worden, obwohl elektrische Ventilatoren viel weniger Energie verbrauchen als Klimaanlagen.

Mechanische Geräte

Mechanisch gesehen kann ein Ventilator jede sich drehende Schaufel oder Flügel sein, die zur Erzeugung von Luftströmen verwendet wird. Ventilatoren erzeugen Luftströme mit hohem Volumen und niedrigem Druck, im Gegensatz zu Gaskompressoren, die hohe Drücke bei vergleichsweise geringem Volumen erzeugen. Ventilatoren sind nützlich, um große Luftmengen zu bewegen, die sich am besten für Anwendungen wie das Entkörnen von Getreide oder das Ausblasen eines Feuers, für Kühl- und Belüftungszwecke und in Verbindung mit einer Wärmequelle für Heizung und Trocknung eignen. Die Schaufeln eines Ventilators drehen sich oft, wenn sie einem Luftstrom ausgesetzt sind, und Geräte, die sich dies zunutze machen, wie Anemometer und Windturbinen, sind oft ähnlich wie ein Ventilator konstruiert.

Mechanische Ventilatoren mit rotierenden Schaufeln werden in einer Vielzahl von Ausführungen hergestellt. Im Haushalt gibt es Ventilatoren, die man auf den Boden oder auf einen Tisch stellen oder von der Decke hängen kann, oder die in ein Fenster, eine Wand, ein Dach, einen Schornstein usw. eingebaut sind. Man findet sie in elektronischen Systemen wie Computern, wo sie die Schaltkreise im Inneren kühlen, und in Geräten wie Haartrocknern und Heizgeräten. Sie werden auch zur Kühlung in Klimaanlagen und in Automotoren eingesetzt, wo sie durch Riemen oder einen Direktmotor angetrieben werden. Ventilatoren erzeugen einen kühlen Wind, senken aber nicht direkt die Temperatur.

Typen

Es gibt drei Haupttypen von Ventilatoren, die für die Bewegung von Luft verwendet werden: Axial-, Zentrifugal- (auch Radial- genannt) und Querstromventilatoren (auch Tangentialventilatoren genannt). Axialventilatoren haben Schaufeln, die die Luft parallel zur Welle, um die sich die Schaufeln drehen, in Bewegung setzen. Axialventilatoren blasen die Luft geradlinig quer zur Achse des Ventilators aus, daher ihr Name. Diese Art von Ventilatoren wird am häufigsten verwendet und kommt in einer Vielzahl von Anwendungen zum Einsatz, von kleinen Kühlgebläsen für die Elektronik bis hin zu den riesigen Ventilatoren in Windkanälen.

Der Zentrifugalventilator hat ein bewegliches Bauteil (das so genannte Laufrad), das aus einer zentralen Welle besteht, um die eine Reihe von Schaufeln ein spiralförmiges Muster bilden. Zentrifugalventilatoren blasen Luft rechtwinklig zum Einlass des Ventilators an und treiben die Luft (zentrifugal) nach außen zum Auslass. Ein Laufrad dreht sich, so dass die Luft in der Nähe der Welle in den Ventilator eintritt und sich senkrecht von der Welle zur Öffnung im spiralförmigen Ventilatorgehäuse bewegt. Ein Zentrifugalgebläse erzeugt mehr Druck für ein bestimmtes Luftvolumen und wird dort eingesetzt, wo dies erwünscht ist, z. B. in Laubbläsern, Luftmatratzenaufblasgeräten und verschiedenen industriellen Anwendungen. Sie sind in der Regel lauter als vergleichbare Axialventilatoren.

Der Querstromventilator hat einen Käfigrotor (ein Rotor mit einem hohlen Zentrum und axialen Ventilatorflügeln entlang des Umfangs). Querstromventilatoren saugen die Luft entlang der Peripherie des Rotors an und stoßen sie ähnlich wie ein Radialventilator durch den Auslass aus. Querstromventilatoren geben einen gleichmäßigen Luftstrom über die gesamte Breite des Ventilators ab und sind sehr leise im Betrieb. Sie sind vergleichsweise sperrig, und der Luftdruck ist niedrig. Querstromventilatoren werden häufig in Klimaanlagen, Belüftungssystemen in Kraftfahrzeugen und zur Kühlung mittelgroßer Geräte wie Fotokopierern eingesetzt. Die Wirkung eines Ventilators oder Gebläses verursacht einen Druck, der leicht über dem atmosphärischen Druck liegt und als „Plenum“ bezeichnet wird.

Ventilatoren werden normalerweise mit Elektromotoren kombiniert. Das geringe Drehmoment eines Elektromotors bei niedrigen Drehzahlen und das starke Drehmoment bei hohen Drehzahlen sind eine natürliche Ergänzung für die Last eines Ventilators. Die Ventilatoren werden oft direkt an den Motorausgang angeschlossen, ohne dass ein Getriebe oder ein Riemen erforderlich ist. Der Elektromotor ist entweder in der mittleren Nabe des Ventilators versteckt oder befindet sich hinter der Nabe. Für große Industrieventilatoren werden in der Regel 3-Phasen-Asynchronmotoren verwendet. Kleinere Ventilatoren werden oft von Spaltpol-Wechselstrommotoren oder bürstenbehafteten oder bürstenlosen Gleichstrommotoren angetrieben. Wechselstrombetriebene Lüfter werden in der Regel mit Netzspannung betrieben, während gleichstrombetriebene Lüfter mit Niederspannung arbeiten, typischerweise 24 V, 12 V oder 5 V. Für Kühllüfter in Computern werden ausschließlich bürstenlose Gleichstrommotoren verwendet, die wesentlich weniger elektromagnetische Störungen verursachen.

In Maschinen, die bereits einen Motor haben, wird der Lüfter oft an diesen angeschlossen, anstatt unabhängig betrieben zu werden. Dies ist häufig bei Autos, großen Kühlsystemen und Wäschemaschinen der Fall.

• Tischlüfter

Zu den Grundelementen eines typischen Tischlüfters gehören das Lüfterblatt, der Sockel, der Anker und die Anschlussdrähte, der Motor, der Blattschutz, das Motorgehäuse, das Schwingergetriebe und die Schwingerwelle. Der Oszillator ist ein Mechanismus, der den Ventilator von einer Seite zur anderen bewegt. Die Achse kommt an beiden Enden des Motors heraus, ein Ende der Achse ist am Flügel und das andere am Oszillatorgetriebe befestigt. Das Motorgehäuse ist mit dem Getriebe verbunden und enthält den Rotor und den Stator. Die Oszillatorwelle ist mit der beschwerten Basis und dem Getriebe verbunden. Ein Motorgehäuse deckt den Oszillatormechanismus ab. Der Schaufelschutz ist aus Sicherheitsgründen mit dem Motorgehäuse verbunden.

Elektromechanische Ventilatoren werden je nach Zustand, Größe, Alter und Anzahl der Schaufeln eingestuft. Vierflügelige Ausführungen sind am weitesten verbreitet. Fünf- oder sechsblättrige Ausführungen sind selten. Die Materialien, aus denen die Komponenten hergestellt sind, wie z. B. Messing, sind wichtige Faktoren für die Attraktivität eines Ventilators.

• Deckenventilator

Ein Ventilator, der von der Decke eines Raumes abgehängt ist, ist ein Deckenventilator.

• Solarbetriebener Ventilator

Elektrische Ventilatoren, die für die Belüftung verwendet werden, können anstelle von Netzstrom mit Solarzellen betrieben werden. Dies ist eine attraktive Option, denn sobald die Investitionskosten für das Solarpanel gedeckt sind, ist der resultierende Strom kostenlos. Außerdem steht der Strom immer dann zur Verfügung, wenn die Sonne scheint und der Ventilator laufen muss.

Ein typisches Beispiel verwendet ein freistehendes 10-Watt-Solarpanel von 12×12 Zoll (30×30 cm) und wird mit entsprechenden Halterungen, Kabeln und Anschlüssen geliefert. Es kann zur Belüftung einer Fläche von bis zu 100 m² verwendet werden und kann Luft mit einer Geschwindigkeit von bis zu 400 L/s (800 Kubikfuß pro Minute) bewegen. Aufgrund der weiten Verfügbarkeit von bürstenlosen 12-V-Gleichstrommotoren und der Bequemlichkeit der Verdrahtung einer so niedrigen Spannung werden solche Ventilatoren in der Regel mit 12 Volt betrieben.

Das freistehende Solarmodul wird in der Regel an der Stelle installiert, auf die das meiste Sonnenlicht fällt, und dann mit dem Ventilator verbunden, der in einer Entfernung von 6 bis 7 m montiert ist. Andere fest montierte und kleine tragbare Ventilatoren haben ein integriertes (nicht abnehmbares) Solarpanel.

Gasturbinenventilator

Der Niederdruckverdichter in einem Turbofan-Triebwerk wird oft als Ventilator bezeichnet. Typischerweise nehmen diese Einheiten Tausende von Pferdestärken auf, wobei die Leistung durch die Expansion heißer Verbrennungsgase durch die Niederdruckturbine bereitgestellt wird.

• Vorderer Fan

Der Fan befindet sich in der Regel an der Vorderseite der Turbomaschine, unmittelbar stromabwärts des Lufteinlasses.

Moderne zivile Turbofans haben in der Regel eine einzelne Fan-Stufe, d.h. eine Reihe von rotierenden Rotorschaufeln, gefolgt von einer Reihe stationärer Austrittsleitschaufeln (oder Statoren).

Militärische Turbofans (in Kampfflugzeugen eingebaute Fans) haben in der Regel zwei oder mehr Fan-Stufen, wobei die erste Stufe wiederum normalerweise ein Rotor ist, gefolgt von einer Stator-Baugruppe.

• Heckfan

Einige Turbofans haben einen Heckfan, bei dem die Fan-Rotorschaufeln radial außerhalb der (Niederdruck-)Turbinenrotorschaufeln angebracht sind. Dadurch entfällt die Notwendigkeit einer (ND)-Welle. In einem frühen Beispiel hat General Electric eine Fan/Turbinen-Einheit an das Heck eines J79-Turbotriebwerks geschraubt, um es in den CJ805-Turbofan umzuwandeln.

Das ungewöhnliche General Electric CF700-Turbofan-Triebwerk wurde ebenfalls als Heckfan-Triebwerk mit einem Nebenstromverhältnis von 2,0 entwickelt. Es wurde von der T-38 Talon und dem Learjet General Electric J85/CJ610-Turbojet (2.850 lbf oder 12.650 N) abgeleitet, um die größere Rockwell Sabre 75/80-Version des Sabreliners anzutreiben, sowie die Dassault Falcon 20 mit einem um etwa 50 Prozent höheren Schub (4.200 lbf oder 18.700 N). Die CF700 war das erste kleine Turbofan-Triebwerk der Welt, das von der Federal Aviation Administration zugelassen wurde. Inzwischen sind weltweit über 400 CF700-Flugzeuge im Einsatz, die über 10 Millionen Betriebsstunden aufweisen. Das CF700-Triebwerk wurde auch für die Ausbildung von Astronauten für den Mondflug im Rahmen des Apollo-Projekts als Triebwerk für das Mondlande-Forschungsfahrzeug (LLRV) verwendet.

Der GE36 unducted fan (UDF) Demonstrator verwendete eine ähnliche Anordnung, um einen F404 mixed exhaust turbofan in einen propfan umzuwandeln.

• Überschallgebläse

Frühe Gasturbinengebläse drehten sich mit Unterschallspitzengeschwindigkeit, um die Erzeugung von Stoßwellen im Luftstrom zu vermeiden. Moderne Gebläse drehen sich jedoch oft mit Überschallgeschwindigkeit und nutzen die Stoßwellen aus. Einige fortschrittliche Konstruktionen können in einer einzigen Stufe ein Druckverhältnis von mehr als 2,2:1 erzeugen, obwohl 1,8:1 typischer ist.

• Überschall-Durchflussventilator

Obwohl Überschallventilatoren mit Überschallgeschwindigkeit an der Spitze rotieren, ist die axiale Strömung Unterschall. Einige Versuchsgeräte haben jedoch eine axiale Überschallströmung nachgewiesen. Alle Geschwindigkeitslinien auf dem resultierenden Fankennfeld (oder der Kennlinie) sind im Gegensatz zu denen konventioneller Geräte praktisch horizontal.

• Variabler Pitch-Fan

Einige Turbofan-Demonstrationstriebwerke mit ultrahohem Nebenstromverhältnis (wie das SNECMA M45SD-02, das Triebwerk im Rolls-Royce) haben variable Pitch-Fans eingebaut, ähnlich wie die Verstellpropeller an einem Turboprop-Triebwerk. Die Verstellung der Rotorblätter verbessert die Handhabung der Lüftereinheit mit niedrigem Druckverhältnis bei niedrigen Fluggeschwindigkeiten, ohne dass auf eine Kalt- oder Mischstromdüse mit variablem Querschnitt zurückgegriffen werden muss. Ein Umkehrschub bis hinunter zur Geschwindigkeit von Null ist ebenfalls möglich.

• Fan mit variabler Geometrie

Einige mehrstufige Fans mit hohem Druckverhältnis an militärischen Turbofan-Triebwerken (wie dem F404) verfügen über eine variable Geometrie. Die Variabilität beschränkt sich in der Regel auf die Einlassleitschaufeln. Obwohl die Vorderkante der Schaufel statisch ist, kann die Hinterkante über ein Klaviergelenk in der Neigung verstellt werden, um den Luftstrom auf den ersten Rotor umzulenken. VIGVs erhöhen den Druckstoß des Ventilators im mittleren Strömungsbereich.

• Propfan

Einige Turbofans mit ultrahohem Bypass-Verhältnis verzichten auf die Ventilatorgondel und haben einen unverkleideten Fanrotor. Die Fanschaufeln, die Krummsäbeln ähneln, sind speziell geformt, um bei Fluggeschwindigkeiten bis etwa Mach 0,75 effizient zu arbeiten. General Electric hat in den 1980er Jahren ein Propfan-Triebwerk mit der Bezeichnung GE36 UDF vorgeführt.

• Hängender Fan

Turbojets und frühe Turbofans verwendeten die Einlassleitschaufeln, um das vordere Lager der (LP-)Verdichter/Fan-Rotor-Baugruppe zu stützen. Heutzutage werden in Turbofan-Triebwerken häufig fliegend gelagerte Lüfter verwendet, bei denen der Lüfterrotor über das vordere Lager hinaus nach vorne auskragt. Dies erleichtert die Entfernung der Einlassleitschaufeln. Folglich sind die Fan-Rotorschaufeln die ersten Tragflächen, auf die der Triebwerksluftstrom trifft.

• Snubbered Fan

Vor der Einführung von Fan-Schaufeln mit breiter Sehne waren die Fan-Schaufeln von Turbofan-Triebwerken häufig mit Snubbern ausgestattet. Dabei handelt es sich um Ausstülpungen, die im rechten Winkel zum Fanflügel zwischen Spannweitenmitte und Schaufelspitze herausragen. Die Stoßdämpfer an benachbarten Fanschaufeln stoßen peripher aneinander und verbessern die Schwingungseigenschaften der Schaufel.

Die Drahtverschnürung (z. B. Pegasus) ist ein alternativer Ansatz.

• Breitsehnenfan

Wie zu erwarten, verringern Stoßdämpfer den aerodynamischen Wirkungsgrad von Fanschaufeln. Rolls-Royce leistete Pionierarbeit bei der Entwicklung einer effizienteren Alternative: Fanflügel mit großer Profilsehne. Die größere Schaufelsehne (d.h. die Breite) wird zur Verbesserung der Schwingungseigenschaften genutzt.

Breitsehnen wurden erstmals 1984 im RB311-535E4 für die Boeing 757 eingesetzt und sind seitdem ein Merkmal der RB211/Trent/V2500-Triebwerksfamilie. Mögliche Gewichtszunahmen werden in der Regel dadurch ausgeglichen, dass die Schaufeln hohl ausgeführt werden.

• Swept-Fan

Die Triebwerkshersteller beginnen mit der Einführung so genannter Swept-Fan-Schaufeln, die Vorteile in Bezug auf die aerodynamische Effizienz und den Lärm bringen sollen.

Andere Arten von Gebläsen

• Bei einem Heizlüfter bläst ein Gebläse kühle Luft an einem Heizelement vorbei und erwärmt die Luft (erzwungene Konvektion). Es hat ein Lüfterrad mit Flügeln, das auf einer rotierenden Welle befestigt ist, die in einem Gehäuse oder einer Kammer eingeschlossen ist, um einen Luftstoß (den Gebläsebläser) für Schmiedezwecke zu erzeugen.
• Ein japanischer Kriegsfächer ist eine Waffe, die wie ein Faltfächer aussieht.
• In Kraftfahrzeugen wird ein mechanischer Lüfter, der mit einem Riemen und einer Riemenscheibe von der Kurbelwelle des Motors angetrieben wird, oder ein elektrischer Lüfter, der über einen Thermoschalter ein- und ausgeschaltet wird, verwendet, um Luft durch einen mit Kühlmittel gefüllten Kühler zu blasen oder zu saugen, um ein Überhitzen des Motors zu verhindern.
• Ein Ventilator ist auch eine kleine Schaufel oder ein Segel, das dazu dient, das große Segel einer Kittelwindmühle immer in Windrichtung zu halten.

Siehe auch

• Zentrifugalventilator
• Computerlüfter
• Lüftertod
• Das Lüftermuseum in Greenwich (Greenwich, London)
• Wärmetauscher
• Turbine
• Ganzhausventilator
• Windturbine
• Windmühle
• Fensterlüfter

Alle Links abgerufen am 26. März 2017.

Handfächer

• The Fan Circle International – gemeinnützige Gesellschaft, die gegründet wurde, um das Interesse am und das Wissen über den Fächer zu fördern.
• Fan Association of North America.
• La Place de l’Eventail – Geschichte der Fächer; der Text ist größtenteils auf Französisch.
• Galerie Le Curieux, Paris – Abbildung von Fächern aus dem 17. bis 19. Jahrhundert, sowie zeitgenössische, Art-Deco-Fächer; der Text ist auf Französisch.
• Ventilatoren im 16. und 17. Jahrhundert.

Deckenventilatoren

• Wie man Deckenventilatoren installiert.