DE10000159C1 - Vorrichtung zur Glättung von Luftströmen - Google Patents

Abstract

Es wird ein Winderzeuger für eine Orgel mit einem Schleudergebläse und einer Vorrichtung zur Glättung des Luftstroms vorgeschlagen, die im wesentlichen aus einem an der Druckseite des Schleudergebläses angeordneten Kontraktionstrichter (2) mit einem nachfolgend angeordneten Strömungsgleichrichter (5) besteht.

Description

Die Erfindung betrifft einen Winderzeuger für eine Orgel mit einem Schleudergebläse und einer Vorrichtung zur Glättung des Luftstroms.

Die in modernen Orgeln benötigte Luftströmung wird regelmäßig durch elektrisch betriebene Schleudergebläse mit einer konstanten Drehfrequenz von annähernd 3000 Umdrehungen pro Minute erzeugt. Diese Aggregate sind kompakter, leistungsstärker und leichter bedienbar als die historischen Schöpfbälge (Keilbalg, Spanbalg).

Derartige Schleudergebläse für Orgeln und dergleichen sind aus der DE-PS 151 743 bekannt. Der aus einem Flügelrad austretende Luftstrom wird dabei durch einen axialen Ring seitlich in das Gehäuse abgelenkt und der Austrittsstutzen des letzteren radial oder nahezu radial angeordnet. Dadurch sollen an der Anschlußstelle zwischen Ausströmstutzen und Gehäuse beiderseits stumpfe Winkel entstehen, so daß ein ganz allmählicher Übergang beim Austritt geschaffen wird und der Luftstrom zur Geräuschminderung nicht gegen spitzwinklige Kanten treffen kann.

Auch solche Schleudergebläse haben weiterhin den Nachteil eines schwankenden Winddrucks. Das beruht insbesondere auf von den rotierenden Flügeln der Schleudergebläse in hohem Maße erzeugten drallbehafteten Strömungen. Diese Schwankungen führen bei langanhaltenden Dauertönen zu wahrnehmbarem "Flattern". Trotz der Gestaltung des Übergangs kommt als weitere Ursache für Wirbel die mit dem Austritt des Windes aus dem Gebläsekasten mit verhältnismäßig großem Volumen in einen Gebläsekanal mit wesentlich geringerem Querschnitt verbundene Erhöhung der Strömungsgeschwindigkeit hinzu. Die großskaligen Wirbel bei der Erzeugung des Windes begünstigen die Entstehung von Druckschwankungen im Bereich der folgenden Windverteilung z. B. zu Orgelpfeifen.

Zur Glättung von Luftströmen wurden Strömungsgleichrichter insbesondere in Form von Lochplattengleichrichtern vorgeschlagen (Schlüter, T., PIV-Messungen der Geschwindigkeitsverteilungen hinter verschiedenen Strömungsgleichrichtern, Dissertation Essen 1995, Shaker Verlag Aachen 1996; Akashi, K./Watanabe, H./Koga, K., Flow rate measurement in pipe lines with many bends, Nagasaki Technical Institute, Mitsubishi Heavy Ind., 15, 2, 87-96). Lochplattengleichrichter sind einfach und kostengünstig herstellbar und mindern das Strömungsvolumen im wesentlichen auch nur in einem akzeptablen Umfang. Sie bewirken aber keine zufriedenstellende Glättung des Luftstroms.

Zur Erzeugung definierter Strömungszustände in Wind- oder Wasserkanälen wurden Kontraktionstrichter bekannt (Tsien, H.-S., On the Design of the Contraction Cone for a Wind Tunnel, Journal of Aeronautical Sciences, Vol. 10, pp. 68-70, Feb. 1943; Graefe, V., Aufbau eines turbulenzarmen Wasserkanals zur Untersuchung instabiler Grenzschichten und Messung des Turbulenzgrades der Kanalgrundströmung, Diplomarbeit Göttingen, 1968). Mit Kontraktionstrichtern allein lassen sich Luftströme jedenfalls als Wind für Orgeln aber nicht hinreichend glätten.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, durch die Verwendung von Schleudergebläsen in Windsystemen von Pfeifenorgeln erzeugte großskalige Wirbel wenigstens weitgehend zu glätten.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen mit der Einlaßöffnung an der Druckseite eines Gebläse- oder Ausgleichskastens angeordneten Kontraktionstrichter und einen an der Auslaßseite des Kontraktionstrichters angeordneten Strömungsgleichrichter gelöst.

Die in den Unteransprüchen angegebenen Maßnahmen sind vorteilhafte Weiterbildungen und Verbesserungen der Vorrichtung zur Glättung von Luftströmen.

Besonders vorteilhaft ist die Gestaltung der Konturstromlinie r(x) des Kontraktionstrichters durch die Funktion

2 . r(x) = d(x) = D . (2,106 . e^-1,1984x/D + 0,996).

Die Kombination eines Trichters mit exponentiellem Querschnittprofil und eines Strömungsgleichrichters führt zu einer deutlichen Glättung von Wirbeln und Instationaritäten der Strömung.

Noch vorteilhafteres Strömungsverhalten wird durch den Einsatz eines Lochplattengleichrichters als Strömungsgleichrichter erzielt.

Ein Ausführungsbeispiel der Erfindung ist anhand der Figur im Querschnitt dargestellt und wird anhand der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert.

Ein nicht näher dargestelltes Schleudergebläse oder ein Ausgleichskasten weist auf der Druckseite eine Öffnung 1 auf. Unmittelbar daran ist ein Kontraktionstrichter 2 mit seiner Einlaßöffnung 3 angeordnet. Der Anschluß der Einlaßöffnung 3 des Kontraktionstrichters 2 an die Öffnung 1 ist nahezu übergangslos. Im Bereich der Auslaßöffung 4 des Kontraktionstrichters 2 ist ein Strömungsgleichrichter 5 angeordnet. Daran schließt sich die weiterführende Rohrleitung 6 ohne Querschnittsverringerung an.

Bezugszeichenliste

1

Öffnung

2

Kontraktionstrichter

3

Einlaßöffnung

4

Auslaßöffnung

5

Strömungsgleichrichter

6

Rohrleitung
D Rohrdurchmesser

Claims (3)

1. Winderzeuger für eine Orgel mit einem Schleudergebläse und einer Vorrichtung zur Glättung des Luftstroms, gekenzeichnet durch einen mit der Einlaßöffnung (3) an der Öffnung (1) der Druckseite eines Gebläse- oder Ausgleichskastens angeordneten Kontraktionstrichter (2) und einen an der Auslaßseite (4) des Kontraktionstrichters (2) angeordneten Strömungsgleichrichter (5).

2. Winderzeuger nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Konturstromlinie r(x') des Kontraktionstrichters (2) durch die Funktion
2 . r(x) = d(x) = D . (2,106 . e^-1,1984x/D + 0,996).
definiert ist.

3. Winderzeuger nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsgleichrichter (5) ein Lochplattengleichrichter ist.