Was ist ein Roots-Gebläse?

Posted by Daniela Brouwer on 28.04.2022 12:34:54

Das Roots-Gebläse ist ein Drehkolbengebläse, das in den späten 1850er Jahren von den Gebrüdern Roots erfunden wurde.

Roots-Gebläse, auch Drehkolbengebläse oder Roots-Blower genannt, arbeiten mit Durchfluss und Druck als unabhängige Variablen, d. h., wenn der Druck steigt und die Geschwindigkeit konstant bleibt, bleibt der Durchfluss weitgehend unverändert.

Aus diesem Grund sind Rootsgebläse ideal für Anwendungen, die einen variablen Durchfluss und Druck erfordern.

Im folgenden Video beschreiben wir, wie ein Drehkolbengebläse bzw. Roots-Blower, sich von einem Schraubengebläse unterscheidet:

 

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Das Roots-Gebläse blickt auf eine lange Geschichte zurück:


Obwohl es Drehkolbengebläse bereits seit über 150 Jahren gibt,
lag der Schwerpunkt der Weiterentwicklung der Drehkolbentechnologie lange Zeit weniger auf der Verbesserung der Effizienz, sondern auf der Geräuschreduzierung während des Betriebs.

Zweiflügelige Gebläse erzeugen Wellen mit sehr hoher Amplitude und niedriger Frequenz; um die Amplitude zu verringern und die Frequenz der Wellen zu erhöhen, wurde ein dritter Flügel hinzugefügt. Durch diese Neuerung wurde  der Geräuschpegel  gesenkt.

Die modernen Baureihen der ZL-Drehkolbengebläse vereinen heutzutage eine hohe Effizienz mit geringer Geräuschentwicklung. Noch effizienter ist jedoch die Schraubentechnologie. Je nach Liefermenge und Druckerhöhung können hier Einsparungen von bis zu 25% erreicht werden.

 

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Wie funktioniert ein Drehkolbengebläse?

Bauweise des Roots-Kompressors

Im Kern ist der Roots-Kompressor ein Drehkolbengebläse mit zwei-, drei- oder vierflügeligen Rotoren, die auf der Saugseite eintretende Luft zur Druckseite befördern.

roots blower 

Die aktuellen Geräte von Atlas Copco setzen dabei auf einen bewährten dreiblättrigen Aufbau, der auch unter härtesten Bedingungen zuverlässig arbeitet. Diese Rotoren werden durch einen Keilriemen angetrieben und untereinander durch Zahnräder synchronisiert.

Dabei kommt es in der Kammer zu keiner Verdichtung. Es handelt sich hierbei um eine externe Verdichtung. Dh. dass die Druckerhöhung durch einen Gegendruck realisiert wird.

Ein Nachteil dieser Verdichtungstechnologie des Roots-Gebläses ist die Tatsache, dass das Drehkolbengebläse ab einem bestimmten Überdruck (ca. 500 mbar) nicht mehr wirtschaftlich arbeitet, weil die Verluste und der Energieaufwand gegenüber vergleichbaren Technologien wie Schrauben- oder Turbogebläsen zu groß sind.

Auch der  Keilriemenantrieb bei dieser Bauweise birgt ein gewisses Effizienzrisiko, wenn er ausleiert und nicht rechtzeitig ersetzt wird.

Innerhalb ihres Anwendungsbereichs bietet diese Bauweise jedoch einige Vorteile, die nicht von der Hand zu weisen sind:

Vorteile der Bauweise

Einfacher Aufbau, einfache Wartung des Roots-Gebläses

Eine einfachere Konstruktion als beim Rootsgebläse gibt es nicht. Das bedeutet minimale bewegliche Teile, geringstmöglicher Wartungsaufwand und wenn doch einmal etwas ausfallen sollte, geht die Reparatur wesentlich einfacher vonstatten als bei komplexeren Modellen.

 

Günstige Anschaffungskosten: Viel Gebläse zum günstigen Preis

Die Investitionskosten für ein Rootsgebläse liegen weit unterhalb derer von Gebläsen mit Schrauben- oder Turbotechnologie. Das ist ein gewichtiges Argument für Niederdruckanlagen, die mit geringem Überdruck auskommen. In der Regel ist die Drehkolbentechnologie am effizientesten bis zu einem Druck von 400 bis 450 mbar. Hier amortisieren sich die Geräte nicht nur schnell, sondern bleiben auch langfristig günstig.

 

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Zuverlässiger Roots-Blower für raue Umgebungen

Roots-Kompressoren, besonders die bewährten Modelle von Atlas Copco, sind auf maximale Zuverlässigkeit ausgelegt. Unsere Produktpalette verfügt über eine speziell entwickelte Haube mit verbesserter Kühlung, mit der die Gebläse bis +55 °C einsatzfähig sind.

Außerdem verfügen unsere Roots-Blower, die keinen Frequenzwandler zur Drehzahlregelung haben, über ein Startventil, um die Kraft zu reduzieren, die beim Start des Geräts auf die beweglichen und kritischen Teile einwirkt. Ein Start-Stopp-Betrieb ist für solche Geräte also auch kein Problem.

Energieeffizienter Betrieb des Gebläses

Durch die Ausstattung der Gebläse von Atlas Copco mit Motoren nach IE 3- oder NEMA-Premium-Effizienzklasse können Sie Ihre Niederdruckanlage im Rahmen der zuvor beschriebenen Bedingungen sehr energieeffizient betreiben.

Wenn Sie Interesse an einem Drehkolbengebläse der ZL-Baureihe von Atlas Copco mit den genannten Vorteilen haben, lassen Sie sich von einem unserer Experten zu Ihrer Niederdruckanwendung und Ihren Möglichkeiten beraten, oder besuchen Sie unsere Webseite zu Gebläsen und Niederdruckverdichtern.

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Topics: Niederdruck, Kompressortechnik

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