Fuvógép
Fuvógép (l. a mellékelt 2 képet), a gyáriparban, kohóknál stb. szükséges erős légáram létrehozására való eszköz. Ezen gépek általában légköri levegőt szinak be, azt különböző módokon megsürítik és csöveken át vezetik az összepréselt levegőt az égés helyére. Valamely F. jósága egyenes arányban áll annak hatóképességével, vagyis azon viszonynyal, melyben a fölhasznált munk a a létrehozott munkával áll, továbbá azon viszonynyal, mely a beszítt és kipréselt levegő mennyisége között van. A hatóképességet csökkenti a géprészek surlódása és az u. n. kártékony tér, vagyis a gép azon tere, melyben a levegő összepréselés után ismét kitágul, anélkül, hogy kifuvatnék és igy a gép céljához képest érvényesülne. A széláram erősségét csökkentik a hosszu csővezetés és az esetleges hézagok, melyek miatt a beszítt levegőnek 25%-a is elvész, mielőtt a rendeltetési helyre jutna. A fuvógépek sokféle szerkezetüek; osztályozásuk a nyomóhatás minősége szerint történhetik legcélszerübben.
A) Az első főcsoportnál a nyomás közvetetlen, mig a levegő sürítése a gép légtartójának hirtelen kisebbedése által eszközöltetik, miután előbb nagyobbodása által levegőt szivott be. Az ilyen F.-eknél a főrészt egy hengeres, szekrényszerü vagy gulás zárt tér képezi, mely a fenekek mozgékonysága következtében felváltva kisebbíthető és nagyobbítható. E célból vagy az oldalfalak állanak hajlékony anyagból (bőrből), vagy a fenék szilárd anyagból való, gondoskodni kell róla, hogy az oldalfalak mentében légzárólag járhasson; a hidraulikus F.-eknél, melyeknél vizfenék van, erre nem kell ügyelni. Az ezen csoportba tartozó F.-ek periodikusan működnek. Az első periodusban a gép a levegőt magába szíja, a másodikban süríti és kihajtja. Az egyszerüen működő fuvók tehát csak időszakos áramot adhatnak. De még az olyanoknál sem egyenletes a szél, melyek egyidejüleg színak és fujnak. Ilyen fuvóknál tehát szabályozókra van szükség. A többszörös és folyton működő F.-nek ellenben oly egyenletes légáramot szolgáltatnak, melyek a szabályozót fölöslegessé teszik. A közvetetlen nyomással dolgozó gépeknek a levegő beszivására szellentyükre van szükségük, melyek a légtartó kitágulásakor nyilnak s a külső levegőt beengedik, mig a tér kisebbedésekor záródnak; ekkor más szellentyük nyilnak, melyek az összepréselt levegőt engedik a csővezetékbe. Ez utóbbi szellentyük a sziváskor záródnak. Egyes fuvógépeknél maguk a dugattyuk működnek mint szelepek.
1. Hajlékony oldalu fuvó. Ide tartozik az egyszerü fujtató (l. o.) és a szekrényes fuvó. Ez utóbbin (1. ábra) szilárd fenék (CD) szellentyüs szekrénynyel van ellátva; ezen befelé nyiló szivó szellentyü (V) és kifelé nyiló nyomó szellentyü (W) van. A felső fedődeszkát (AB) a fenékkel ráncos bőrköpeny köti össze. A működés egyszerü, a szél az X csövön időszakosan nyomul ki.
1. ábra. Szekrényes fuvó.}
2. ábra. Windholm-fúvó.}
3. ábra. Amerikai szerkezetű álló gőzfuvógép.}
4. ábra. Woolf-féle gőzfuvógép balancier-val.}
2. Dugattyus fuvógépek. a) Fából készült gulás szekrény forgatható fenékkel vagy fedéllel van ellátva. Aszerint, amint a fenék mozog és a szekrény szilárd, v. a szekrény mozog és a fenék szilárd, mozgatható fenekü (Windholm-fuvó) és mozgatható szekrényüeket különböztetnek meg. Mivel ezeknél nagy erő- és levegővesztegés van, mig az áram ereje csekély, már elavultak. A 2. ábra Windholm-fuvót tüntet fel. ABD szilárd szekrényben a C tengely körül forgatható F deszka van V szellentyüvel. Ezen deszkát alulról működő (p. vizierő) föl- és lemozgatja. X a széláram utja, yy rugók által a belső falakhoz szorított falécek a légzáró járás biztosítására. b) Szekrényes fuvók parallelepipedonos alakkal és egyenes járásu dugattyuval. Az előbbiekkel szemben kisebb kártékony terük miatt előnyösebbek ugyan, de mivel a légzárás hiányos, sok javításra szorulnak. A mozgató erőt rendesen vizikerekek szolgáltatják; a működés egyszerü. Ezen szekrényes fuvókat most már szintén nem használják, de ők képezik az átmenetet a most leginkább használtakhoz; c) a vasból való hengeres fuvógépekhez. Ezek különösen ott ajánlatosak, ahol igen összepréselt és nagymennyiségü levegőtömegekre van szükség, mint p. kohóknál, Bessemer-kemencéknél stb. Mivel vasból valók és hengeralakuak, sokkal tartósabbak és a dugattyuk légzáró járása jobban biztosítható, mint az előbbi fuvóknál. A dugattyukat nem falécekkel, hanem bőr-, vitorlavászon- vagy fémgyürük alkalmazásával teszi légzárókká. A dugattyuk rudjai szorosan járnak a hengeres légtartó fedőlapjain keresztül. A szellentyüket nagyszámmal használják, lehetőleg közel a belső hengeres térhez; némelykor tolókkal is pótolják. Ezen hengeres fuvókat részint a mozgató erő szerint lehet osztályozni (vizkerék, turbina, gőzerő), részint a henger fekvése szerint (álló, fekvő, himbáló, forgó hengerü), részint aszerint, hogy közvetve vagy közvetetlenül működnek-e. Legelterjedtebbek a gőzerővel hajtott F.-ek s ezek közül az állók, melyeknek csekély alapterületre van szükségük és nincsen egyenetlen dugattyukoptatásuk, mint a fekvő hengerüeknek. Hátrányuk azonban, hogy magasságbeli nagy méreteik mellett sokszor nem teljesen biztos állásuak és nehezen áttekinthetők. Egyes esetekben a helyi viszonyok a döntők a felállítás dolgában. I. Álló fuvógépke. A 3. ábra ujabb szerkezetü amerikai álló fuvógépet ábrázol, mely közvetlen hatásu és gőzerővel hajtatik. Toronyalaku állványon (aa) fuvóhenger van, melynek cc nyilásain a külső levegő tódulhat a szivó szellentyükhöz; d a légáramot vezető cső. Az e gőzhenger a fuvógép hengere alatt van elhelyezve s mindkettőnek dugattyuja közös rud által van összekötve (ez az ábrán nem látható), mely viszont a nagy lendítő kerekeket mozgatja közvetítő rudak által. Az f rud a gőzhenger külső szabályozója, l a gőzvezeték, k a légáram csöve. Hogy a gépet kezelés és javítás közben mindenfelől meg lehessen közelíteni, lépcsők vannak köröskörül fölvezetve és megálló helyek létesítve. A melléklet 4. ábráján indirekt működő, álló, Woolff-féle gőzfuvó látható, melynek himbálója (balancier) van; a a fuvóhenger, b a légáramot elvezető cső, c a himbáló, melynek kiálló vége d a lendkerék forgatását eszközlő e könyökkel és de ruddal van összekötve, g és h egy-egy Woolff-féle gőzhenger, ii ezek szabályozója, K a sürítő. Az L és M rudak közvetítésével a gőzhengerek dugattyui a himbálót mozgatják s ez a másik végen levő N rud segélyével a fuvóhenger dugattyuját tolja le és föl. II. Fekvő F.-ek. A melléklet 5. ábrája fekvő, közvetlen működő gőz-F.-et tüntet föl. A a gőzhenger, B a szabályozó, C a fuvóhenger, F annak tolókája (Schieber), P a gőzhenger dugattyurudja, K a fuvóhengeré, LM a két dugattyurud összekötésére való iv. Ebben szabadon mozoghat a lendítő kerék tengelye D, melyen három excenter van megerősítve. E a gőzhenger tolóját mozgatja, H a fuvóhengerét, Q a lég- és melegvizszivattyut a gőzhenger sürítője számára. OO1 a levegő be- és kieresztésére való nyilások. Ezek a félig látható toló által fölváltva a külső levegővel és a légáramvezetékkel közlekedhetnek. III. Himbálódzó F.-ek. Mivel ezeknél a dugattyurud egyenes járását biztosító rud fölösleges, csekély tért foglalnak el; mégis csak kivételesen alkalmaztatnak (vizerő felhasználásakor), mivel a szilárdan álló légvezetékkel való összeköttetés nehéz. - IV. Forgó F.-ek. Ezek forgó dugattyuk vagy egymásba fogódzó fogaskerékrendszerek segélyével működnek. Ez utóbbiak öntödékben használtatnak. Ilyen a Root-féle ventilátor (6. ábra). Az A és B testek olyan alakuak, hogy mikozben a HI fogaskerekek révén a kis nyilak irányában forognak, egy helyen mindig érintkeznek (az ábrán E-nél). Egyuttal szorosan odafeküsznek a külső falazat félköralaku részeihez (az ábrán F és G pontnál). A C-nél belépő levegő a külső falazat és a forgó testek által körülzárva, D-be jut, hol a légáram vezetéke kezdődik. A mellékleten levő 7. ábra ilyen ventilátor külső alakját tünteti fel.
5. ábra. Fekvő gőzfuvógép tolókás szabályzóval.}
6. ábra. Root-féle ventilátor keresztmetszete. (Roots-Blower).}
7. ábra. Rootsblower. A gép külseje.
8. ábra. Hidraulikus fuvógép.
9. ábra. Csavarfuvó (Cagniardele).}
3. Hidraulikus F.-ek. Ezek a vizet vagy csak mint dugattyut használják fel (harangfuvó, cagniardelle), vagy közvetlenül mozgató gyanánt is. Csekély erejü, nedves légáramot adnak és könnyen befagynak; ezért, dacára egyszerü szerkezetüknek, kevéssé használtatnak. A 8. ábrán AB álló, legalább 4 m. magas cső, mely az E viztartóból vizet kap. Midőn ez az A nyiláson leesik, levegőt ragad magával, mely a viztől elválik, ha ez a K asztalra zuhan; az R tartóban összegyül és süríttetik és végre a C csövön és D toldalékcsövön kiáramlik. A viz az R tartóból F nyiláson ömlik ki. Z kupos dugasz a vizfolyás szabályozására. A 9. ábra csavaralaku fuvót tüntet fel (cagniardelle), melyet Cagniard-Latour talált fel. A üres henger tengelyül szolgál, mely 4 bádogcsavarlap által (C) a B bádogköpenynel van összekötve. Az egész - mintegy 20°-nyi szög alatt - vizmedencében fekszik. Midőn a tengely az FF fogaskerekek által forgásba jő, a csavarmenetnek vizből kiálló részén levő nyiláson levegő tódul a hengerbe, hol a csavarszerü menetek miatt a henger alsó részébe szoríttatik, innen pedig a H csövön át kiáramlik. E a viz kiömlésére való nyilás. Uj a Wellner-féle rekeszes kerékfuvógép (Zellenradgebläse, 10. és 11. ábra). Ennek alapja az, hogy levegővel telt és nyilásával lefelé, vizbemerülő edényben a levegő annál jobban süríttetik, mennél mélyebben nyulik az edény a vizbe. Forgás alkalmával a levegő viz alatt levő tartóba nyomul. A Wellner-féle F. főalkatrésze egy, felénél is mélyebben vizbemerülő kerék R, melynek kerületén befelé nyilt rekeszek vannak. A nyilak irányában történő forgásnál ezen rekeszek nyilt végökkel viz alá merülnek s igy levegőtartalmukat a viz alá viszik, ahol a nagyobb nyomásnak megfelelőleg annak sürüsége növekedik. A levegő végre a viz alatt a W levegőgyüjtőbe nyomul, honnan az AD csövön át rendeltetési helyére jut. A rekeszek alul egészen megtelnek vizzel, de mihelyt a viz szine fölé emelkednek, kiöntik azt s ujra levegővel telnek meg. Mivel ez minden rekesznél ugy van, a légáram folytonos. A forgatást fogaskerekek közvetítik.
10. ábra. Wellner rekeszes fuvógépe. (Keresztmetszetben és oldaltnézve.)
12. ábra.
13. ábra. Pelzer-féle ventilátor.
14. ábra. Körting gőzsugárventilátor
B) Második főcsoport. Az ehhez tartozó F.-eknél a levegő sürítsére és áramlására szükséges nyomást a levegőnek adott heves mozgás által idézik elő. Ide tartoznak: 1. A centrifugális ventilátorok, melyek előállítása és föntartása olcsó, melyek kevés helyet igényelnek és nagy levegőtömegeket mozgatnak, de nem erős sürítéssel. A haszonmunka körülbelül 20-30%. Alkalmazásuk sokféle A 12. ábra ilyent tüntet fel. D a burkoló edény bádogból, melynek középpontjában a C tengely és az AA légbebocsátási nyilás foglal helyet. A tengelyre a B bádogszárnyak vannak erősítve, melyek gyors forgatáskor a központi nyilásból levegőt szinak be. Ez a centrifugál erő következtében a kerület felé röpíttetik, honnan a F csövön kiáramlik. Az ilyen F.-ek részleteikben eltérő szerkezetüek. A melléklet 13. ábráján ujabb szerkezetü csavar-F. látható (Pelzer-féle), mely bányákban nyer alkalmazást a szellőztetésre. E gépnél a szárnyak kupalaku testen vannak ferdén elhelyezve, ugy hogy a centrifugál erő hatásán kivül csavarszerü mozgás is keletkezik. A ventilátor kerek falnyilás előtt forog, mely a bányából fölfelé vezető szelelő kéményen át szivja a bánya rossz levegőjét.
2. Gőzsugár-F.-ek. Ezek alkalmazása azon fizikai tényen alapszik, hogy csőbe vezetett gőzsugár a környező levegőt magával ragadja. Ilyen F. a Körting-féle gőzfuvó, valamint a lokomotivok fuvócsöve. A melléklet 14. ábrája bányákhoz való Körting-féle fuvót ábrázol. A a szelelő kémény nyilása, B a gőzvezető cső, C a gőzszabályozó orsó. A gőz B-nek csonka-kupos végéből kissé szélesebb kupba kerül s a két kup közötti gyürüalaku térből levegőt ragad magával. A második kupból kiáramló gőz- és légáram még szélesebb kupba jut s ujra levegőt visz magával stb. Az ötödik kupból az áram a táguló E csövön át a szabadba jut.
A szélszabályozók célja: nem folytonos légáramot folytonossá alakítani. Vannak változatlan és változó köbtartalmu szabályozók; ez utóbbiak ismét száraz szabályozók vagy vizszabályozók. 1. Változatlan köbtartalmu szabályozók. Ezek gyüjtőtartók, melyek falai szilárdak és köbtartalmuk a fuvóhengerének 40-60-szorosa. Nagyobbára bádoghengerek vagy golyók. Az egyik oldalon időszakilag beözönlő levegő a másikon annál egyenletesebben áramlik ki, mennél nagyobb a szabályozó köbtartalma a fuvóhengeréhez és a sürítés fokához képest. - 2. Változó köbtartalmu szabályozók. Ezek kisebb köbtartalmuak és vagy megterhelt dugattyuval vannak ellátva, mely nyilt hengerben vagy szekrényben járva, a beözönlő levegőt nyomja (szárazszabályozók), vagy a tartót alul elzáró vizfelülettel, mely esetben a légáram változásai vizoszlop nyomása által egyenlítettnek ki. a) Száraz szabályozók. Ezek kisebb nyomásnál mint bőr-, nagyobbnál mint dugattyus szabályozók alkalmaztatnak. Kovácsműhelyekben nagyon használatos a bőrözött szabályozó, melynek fedelét állandó suly terheli, mig a légáramot előidéző fuvószelepen át küldi a sürített levegőt a szabályozóba. Ez a nyomás következtében egyenletes áramot idéz elő. A dugattyus szabályozók olyan berendezésüek, mint az álló, egyszerü müködésü fuvóhengerek. Van be- és elvezető cső, de nincs szelep. A légáram szabályozását megterhelt dugattyu eszközli. b) Vizszabályozók. Ezek egyszerü és olcsó berendezésüek, és különösen kisebb fuvóknál használhatók. Hátrányuk, hogy nedves légáramot adnak és fagyáskor rendetlenül működnek. A köbtartalom 2-4-szer oly nagy mint a fuvóhengeré. Suly vagy rugó nyomása alatt álló harang a betóduló légáram lökésének engedhet s ezáltal a légáram szabálytalanságai majdnem mellőztetnek, mert az állandó nyomás alatt álló harang a levegőt az elvezető csőbe nyomja s itt az áram már egyenletes. Szélvezetékek. A F.-ből vagy szabályozóból kiinduló légáramot a csövezet vagy közvetlenül vezeti a tüzhelyhez, vagy előzetes fölmelegítés után. A légáramot előbb rendesen öntöttvas-szélvezetékbe eresztik s aztán jut a tüzhelyhez csonka-kupalakulag végződő csövön keresztül. Ha a cső véghelyzetét változtatni kell, hideg szél esetében pedig forgatható, teleszkópszerüleg széthuzható csövekkel. A tüzbe kerülő levegőtömeget ugy határozhatni meg, hogy a csővég keresztmetszetét a széláram sebességével szorozzák. Ez utóbbit manométerrel lehet meghatározni.
Történelmi adatok. Hogy a legrégibb népek is ismertek a fuvócsöveken kivül fujtatót, az sok fenmaradt rajzból látható. Egy tébai rajz Kr. e. 1500-ból fémolvasztási eljárást tüntet fel, melynél két férfi egy bőrtömlőt felváltva nyom és kötelen fölemel (fuvás és szivás). Bőrös fujtatókat a rómaiak biztosan ismertek (talán már a görögök is) és hengeres fuvókat már Vitruvius korában használtak orgonaművekhez. Kr. u. a XVI. sz.-ban bőrös fujtatók mellett szekrényes fuvókat is használtak. Németországban készültek az első fából való fuvók. A XVII. sz.-ban találták fel Olaszországban a vizsugárfuvót s azt már 1665. használták a Róma melletti Tivoliban sárgarézömlesztéshez. Az első hengeres fuvót (vasból) 1760-ban készítette Smeaton egy skótországi vasmű részére. 1769. már oly hengeres fuvót használtak, mely percenként 1500 köbláb levegőt szolgáltatott. A harangfuvó ugyanazon időből való. Spanyolországban találták föl s 1775. már a Bretagneban alkalmazták. Németországban Baader tette ismertté. A cagniardelleket 1809. Cagniar-Latour találta fel. A Henschel-féle láncosfuvó 1820-ból ered. A centrifugál-szivattyukat már a XVIII. sz.-ban ismerték, de csak a jelen század első negyedében nyertek alkalmazást. Jelenleg leginkább a hengeres fuvógépek, centrifugálgépek, gőzfuvók vannak alkalmazásban. A hengeres fuvók főleg ott célszerüek, ahol nagy nyomásu és nagy mennyiségü légáram szükséges, mint p. a kohóknál. Ezért gyakran nagy méretüek, p. a henger átmérője 3. m., mig a szél nyomása 1/3 légnyomással fölér.
