DE19957962A1 - Verfahren und Einrichtung zum Eingrenzen, Absaugen und Erfassen von fluiden Medien - Google Patents

Abstract

Zum Eingrenzen, Einsaugen und Erfassen von fluiden Medien werden Blasluft-Volumenströme durch eine einzige Antriebseinheit erzeugt und die Volumenströme in mindestens zwei getrennte Ausströmräume gefördert. Hierzu ist ein mehrflutiges Gebläse mit einem Zuluftstrom und einer gemeinsamen Antriebseinheit vorgesehen. Das mehrflutige Gebläse weist ein Doppellaufrad für ein Absauggebläse und ein Frontalwirbelgebläse auf. Die Laufräder fördern in einen eine Frontalströmung ausbildenden und einen eine Abluftströmung ausbildenden Abluftraum.

Description

Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Einrichtung zum Eingrenzen, Erfassen und Absaugen von fluiden Medien mittels Saug- und Ausblaseffekten unter Verwendung eines Haubensystems.

Um die Effizienz von Absaugeinrichtungen, z. B. Dunstabzugshauben, zu erhöhen, werden Zuströmungen zur Filter- bzw. Absaugöffnungen beispielsweise in Form von Frontal-Strömungen verwendet. Diese Strömungen können entweder durch separate Fördereinrichtungen oder durch ein Abzapfen des Absaugstromes erzeugt werden. Ge­ nerell ist die Erfindung anwendbar für Gase und Flüssigkeiten, so dass allgemein von Strömen gesprochen wird, während entsprechende Vorgänge in der Terminologie der Lüftungstechnik durch "Blasen" ausgedrückt werden.

Zum Stand der Technik wird auf DE-Patent 39 18 970 sowie die DE-Anmeldungen 196 13 513.3 und 199 11 850.7 verwiesen, die Dunstabzugshaubensysteme mit Fron­ talwirbelgeneratoren verwenden. Dabei hat der Frontalwirbelvolumenstrom eine be­ stimmte vorgegebene Größenordnung.

Der Frontalwirbelvolumenstrom wird häufig nach der Druckerhöhung durch das Ab­ sauggebläse abgezapft. Dabei ist das Verhältnis von Rohrleitungswiderstand zu Wider­ stand für die Frontal-Strömung innerhalb des Gerätes durch das Verhältnis von Absaug­ volumenstrom zu Frontalvolumenstrom bestimmt, so dass ein derartiges Gerät jeweils an die Rohrleitung angepasst werden muss. Dieses Problem tritt ferner bei Absaugein­ richtungen für Luftschleier, Strahlabdichtungen, Laborabzügen (z. B. nach DE 32 08 622) und dergl. Anlagen auf, bei denen neben der Absaugluft auch Zuluft verwendet wird (hierzu wird auf Recknagel, Springer-Verlag 1999, 69. Auflage, Seiten 1441, 1650, 1652 und 1656 verwiesen).

Aufgabe der Erfindung ist, dieses Problem dadurch zu lösen, dass voneinander unab­ hängige Absaug- und Zuströmvolumenströme erzeugt werden.

Dies wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 und Anspruches 13 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Grundsätzlich wird mit der Erfindung vorgeschlagen, mit einer einzigen Antriebsein­ heit voneinander unabhängige Absaug- und Zuströmvolumenströme zu erreichen und damit zu vermeiden, dass der Rohrleitungswiderstand auf die Zuströmung, z. B. den Blasluft- oder Frontalwirbelvolumenstrom zurückwirkt. Dabei werden die Ausström­ räume für die Absaugvolumenströme und die Frontalvolumenströme getrennt ausge­ führt, jedoch mit Hilfe der einzigen Antriebseinheit beliefert, so dass diese Volumen­ ströme voneinander unabhängig sind.

Dies wird z. B. dadurch erreicht, dass die Ausströmung bereits in der Fördereinrichtung oder knapp dahinter unterteilt wird. Nach einer Ausführungsform der Erfindung kann dies durch Verwendung mehrerer getrennter Laufräder, unterteilter Laufräder, durch mehrfache Spiralenabgriffe oder durch eine Unterteilung direkt außerhalb des Laufra­ des erreicht werden.

Nach einer Ausführungsform der Erfindung wird ein doppelflutiges Gebläse für eine Absaugeinrichtung mit Frontalwirbelgenerator verwendet, wobei ein Volumenstrom die Frontal-Strömung und der andere Volumenstrom ein Absaugvolumenstrom ist.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung sind übereinander zwei oder mehre­ re Laufräder koaxial angeordnet, die von einem gemeinsamen Motor angetrieben wer­ den. Die angesaugte Luft wird dabei in zwei getrennte Ausblasräume gefördert. Die Laufräder sind hierbei so ausgefegt, dass sie wahlweise den gleichen Außen- und/oder Innendurchmesser haben, die gleiche oder unterschiedliche Höhe aufweisen, die Durchmesser der Laufräder anderweitig unterschiedlich ausgebildet sind, oder die Pro­ filierung der Schaufeln der beiden Laufräder verschieden gestaltet ist. Entscheidend für diese unterschiedlichen Varianten ist, dass die gewünschten Volumenströme für die Blasluft und für die Abluft mit den gewünschten Druckerhöhungen eingestellt werden können. Die Abdichtung der Ausblasräume voneinander erfolgt zweckmäßigerweise bereits zwischen diesen Laufrädern bzw. in einem Doppellaufrad dadurch, dass zwi­ schen den Laufrädern ein Zwischenring eingesetzt ist, oder zwischen den Laufrädern eine Nut vorgesehen ist, in die die Trennwand zwischen den Ausblasräumen eingreift.

Die Zuströmung wird zweckmäßigerweise bereits vor den Laufrädern mit Hilfe von Trennelementen, vorzugsweise stromabwärts in bezug auf die Filterflächen, unterteilt. Damit läßt sich eine noch zweckmäßigere Trennung der Volumenströme erzielen.

Bei einer anderen Ausführungsform der Erfindung wird ein Gebläse mit einem hohen Laufrad verwendet, dessen Ausblasraum durch eine Wand unterteilt ist, die wahlweise höhenverstellbar ausgebildet ist. Durch entsprechende Verschiebung der Wand in der Höhe kann das Verhältnis der geförderten Volumenströme eingestellt werden.

Bei einer speziellen Ausführungsform einer typischen Dunstabzugshaube mit einer Begrenzungswand zwischen den Blasräumen senkrecht zur Gebläseachse ist ein ge­ trennter Abgriff vorgesehen, der als "Horizontalabgriff" bezeichnet wird. Die Blasraum­ trennung setzt dabei direkt hinter dem Laufrad anschließend an eine Fuge ein. Bei die­ ser Ausführungsform einer Dunstabzugshaube wird ein Laufrad großer Höhe verwen­ det. Der Ausblasraum für die Blasluft weist eine mittige Umlenkwand auf, die zwi­ schen Gebläse und Frontalwirbelgenerator angeordnet ist, um eine Luftführung der Blasluftströme von außen nach innen zu erzielen.

Bei einer weiteren Ausführungsform einer Dunstabzugshaube wird eine Blasraumtren­ nung mit Wänden parallel zur Gebläseachse verwendet. Hierbei ist ein Luftleitgehäuse mit mehreren Spiralabgriffen vorgesehen, um verschieden große Ausblasräume zu er­ zielen. Ein Spiralabgriff ist für den Absaugvolumenstrom vorgesehen, weitere Spiralab­ griffe liefern die Zuflüsse für den Frontalwirbelgenerator. Die Blasluft wird mit Hilfe einer Umlenk- und Trennwand in zwei Ströme unterteilt, die von außen nach innen fließen. Dies hat Vorteile für die Struktur der Ausblasströmung, die dann von außen nach innen gerichtet ist. Besonders zweckmäßig ist dies für Frontalwirbelgeneratoren, die mit durchgehenden Schlitzen arbeiten.

Bei einer speziellen und besonders einfachen Ausführungsform der Erfindung wird eine Anordnung mit einem einzigen Gebläse vorgeschlagen, bei dem im Gegensatz zu her­ kömmlichen Frontalhauben mit zwei Gebläsen Blasluft und Abluft voneinander in ei­ nen Ausblasraum und einen Blasluftraum getrennt sind. Die Absaugluft kann beliebig als Rezirkulationsluft bzw. Abluft verwendet werden. Dadurch ergibt sich eine beson­ ders zweckmäßige Ausgestaltung für preisgünstige Großserienhauben.

Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausfüh­ rungsbeispielen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine schematische Darstellung eines Gebläses für eine Abzugshause mit zwei koaxialen Laufrädern,

Fig. 2 eine andere Ausführungsform der Erfindung mit Ansaugraumtrennung,

Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Abzugshaube mit dem erfindungsgemä­ ßen Gebläse mit zwei Ausblasräumen und einer optionalen Rezirkulation, in Seitenansicht,

Fig. 4 die Darstellung nach Fig. 3 in Aufsicht,

Fig. 5 eine andere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Abzugshaube mit Mehrfachspirale für Frontal-Absaugung längs der Schnittlinie B-B aus Fig. 6,

Fig. 6 eine Aufsicht auf die Darstellung nach Fig. 5,

Fig. 7 eine schematische Seitenansicht einer Abzugshaube nach der Erfindung mit ausziehbarem und ausgezogenem Schirm, und

Fig. 8 die Darstellung der Haube nach Fig. 7 mit eingezogenem Schirm.

Bei der Darstellung nach Fig. 1 ist in einem Gebläsegehäuse 1 eine Zuluftöffnung 2 ausgebildet, durch die die Zuluftströmung 3 über eine Zuluftführungswand 4 einer Laufradanordnung 5 zugeführt wird, die aus zwei übereinander koaxial angeordneten Laufrädern 6 und 7 besteht, wobei das Laufrad 6 ein Frontalwirbelgebläse und das Laufrad 7 ein Absauggebläse ist. Das Laufrad 6 liefert eine Frontalwirbelströmung 8, das Laufrad 7 eine Absaugströmung 9. Die Laufräder 6 und 7 werden von einer An­ triebseinheit 10 gemeinsam angetrieben. Sie haben eine gemeinsame Laufradachse 11. Die Frontalwirbelströmung 8 wird in einen Ausblasraum 12 für die Frontal-Strömung, und die Absaugströmung 9 in den Ausblasraum 13 für die Abluftströmung abgegeben. Beide Ausblasräume 12, 13 sind durch eine Trennwand 14 voneinander getrennt. An der Trennstelle zwischen den beiden Laufrädern 6 und 7 ist (rechte Hälfte der Darstel­ lung) eine Nut 75 vorgesehen, in die die Trennwand 14 eingreift, während auf der lin­ ken Seite die Trennstelle zwischen den Laufrädern durch einen Zwischenring 16 ge­ schlossen ist.

Eine abgeänderte Ausführungsform des Gebläses nach Fig. 1 ist in Fig. 2 dargestellt. Hier ist die Laufradanordnung 5 in Form zweier koaxialer Laufräder 6, 7 unterschiedli­ cher Höhe ausgebildet; die beiden Laufräder sind durch einen Zwischenring 16, die Ausblasräume für die Frontal-Strömung und die Abluft durch eine Trennwand 14 von­ einander getrennt. Die Deckseite des Gebläsegehäuses ist an der Filterfläche 17 durch eine Trennblechanordnung 20 für die Ansaugströmungen in einen Blasluft-Volumen­ strom 18 und einen Abluft-Volumenstrom 19 unterteilt, derart, dass die Trennung der Zuströmung bereits vor den Laufrädern 6, 7 erfolgt, und damit die Qualität der Tren­ nung der Volumenströme verbessert wird.

In den Fig. 3 und 4 ist eine Frontal-Dunstabzugshaube mit einem Gebläse und zwei Ausblasräumen sowie einer optionalen Rezirkulation aus dem Ausblasraumabluft- und/oder aus dem Ausblasraum-Frontal-Strömung dargestellt, wobei die Fig. 3 eine schematische Seitenansicht und Fig. 4 eine Aufsicht zeigt. Die Dunstabzugshaube weist ein Gehäuse 21 mit Vorderwand 22 und Rückwand 23, einen Abluftkanal 24, eine Gebläse-Laufradanordnung 25, einen Antrieb 10, eine Umlenkwand 26, durch die Gebläseluft in den Ausblasraum 13 für Abluft und in den Ausblasraum 12 für Frontal- Strömung unterteilt wird, eine Trennwand 27 zwischen den Ausblasräumen 12 und 13, die den Gebläse-Luftstrom in eine Rezirkulationsströmung 28 aus dem Abluftraum 13 und eine Rezirkulationsströmung 29 aus dem Frontalströmungsraum 12 teilt, einen Frontalwirbelgenerator 30 und einen Auslass-Schlitz 31 auf. Die Trennwand 27, die die Blasräume unterteilt, ist im wesentlichen senkrecht zur Gebläseachse, d. h. horizontal angeordnet. Dieser Abgriff wird als Horizontal-Abgriff bezeichnet. Die Blasraum­ trennung setzt direkt hinter der Laufradanordnung 25 im Anschluss an einen Spalt 32 ein. Die Umlenkwand 26 zwischen Laufradanordnung 25 und Frontalwirbelgenerator 31 ist z. B. mittig im Ausblasraum angeordnet und ergibt eine Luftführung der Blasluft­ ströme 33a, 33b von außen nach innen. Dadurch wird eine vollständige oder teilweise Rezirkulationsströmung 28, 29 aus den Auslass-Strömen 12, 13 der Frontalströmung und der Abluft 24 in den Umgebungsraum ermöglicht.

Eine weitere Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dunstabzugshaube ist in den Fig. 5 und 6 dargestellt. Hierbei ist die Blasraum-Trennung mit parallel zur Geblä­ seachse angeordneten Wänden ausgeführt, und es ist ein Luftleitgehäuse 34 vorgese­ hen, das den Umlenk- und Trennwänden 26, 27 nach den Fig. 3 und 4 entspricht. Dieses Luftleitgehäuse 34 weist mehrere Spiralabgriffe 35, 36, 37 (die Bezugslinien bezeichnen die Abdichtkanten für die jeweiligen Ausblasräume) auf, wobei der Abgriff 35 der Abgriff für den Absaug-Volumenstrom ist, und die Abgriffe 36, 37 mit dem lin­ ken und rechten Zufluss die Abgriffe für den Frontalwirbelgenerator 30 sind. Die Blas­ luft aus der Laufradanordnung 25 wird mit Hilfe der Umlenk- und Trennwand 34 in zwei Ströme 38, 39 unterteilt, die nach dem Austritt aus dem Haubengehäuse von au­ ßen nach innen (Pfeile 40, 41) strömen können. Dies ist von Vorteil für die Struktur der Ausblasströmung, die dann auch von außen nach innen gerichtet ist, besonders bei Frontalwirbelgeneratoren mit durchgehenden Schlitzen.

Bei den Ausführungsformen nach den Fig. 3 und 4 sowie 5 und 6 kann die Dunst­ abzugshaube mit einem in Pfeilrichtung 43 aus- und einziehbaren Schirm, der in den Fig. 7 und 8 mit 42 angedeutet ist, versehen sein, so dass dem Frontalwirbelgenera­ tor 30 eine gegen den Benutzer der Haube gerichtete Wand 44 zur Führung der Fron­ talwirbelströmung 45 am unteren Gehäuseende zugeordnet ist. Der ausziehbare Schirm 42 ist vorzugsweise so ausgebildet, dass der gesamte Blaskanal mit Frontalwir­ belgenerator ausziehbar ist, wie in Fig. 7 dargestellt. Hier ist mit 25 ein einziges Laufrad gezeigt, das zwei getrennten Blasräumen zugeordnet ist, während in Fig. 8 anstelle eines einzigen Laufrades 25 ein Doppellaufrad 46 dargestellt ist, das aus zwei Laufrädern 46a und 46b besteht, wobei im Vergleich zum Laufrad 46a das Laufrad 46b eine geringere Höhe und einen kleineren Außendurchmesser bei gleichem Innen­ durchmesser besitzt.

Bezugszeichenliste

1

Gebläsegehäuse

2

Zuluftöffnung

3

Zuluftströmung

4

Zuluftführung

5

Laufradanordnung

6

Frontalwirbelgebläse

7

Laufrad Absauggebläse

8

Strömung, Frontalwirbel

9

Strömung, Absaugung

10

Antriebseinheit

11

gemeinsame Laufradachse

12

Ausblasraum, Frontal-Strömung

13

Ausblasraum, Abluftströmung

14

Trennwand, Laufräder

15

Nut

16

Zwischenring

17

Filter

18

Volumenstrom-Blasluft

19

Volumenstrom-Abluft

20

Trennblech

21

Dunstabzugshaubengehäuse

22

Vorderwand

23

Rückwand

24

Abluftkanal

25

Laufradanordnung

26

Umlenkwand

27

Trennwand

28

Rezirkulationsströmung Abluftraum

29

Rezirkulationsströmung Frontalströmungsraum

30

Frontalwirbelgenerator

31

Auslasschlitz

32

Spalt

33

a,

33

b Blasluftströme

34

Luftleitgehäuse

35

,

36

,

37

Spiralabgriffe

38

,

39

Blasluftströme

40

,

41

Abströmrichtung

42

ausziehbarer Schirm

43

Pfeilrichtung

44

Wand

45

Frontalwirbelströmung

46

Laufrad

47

Radialgebläse

48

Abluftkanal

49

Blasluftkanal

Claims (24)

1. Verfahren zum Eingrenzen, Absaugen und Erfassen von fluiden Medien durch Saugen und Ausblasen unter Verwendung eines Absaug- und Erfassungssystems, dadurch gekennzeichnet, dass Blasluft-Volumenströme durch eine Antriebseinheit (10) erzeugt werden und dass die Volumenströme in mindestens zwei getrennte Ausströmräume (8, 9) gefördert werden.

2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Eingrenzen und Erfassen mittels Frontalwirbeln (8) und/oder Strahlabdichtung vorgenommen wird.

3. Verfahren nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass ein Zuluftstrom (3) teilweise durch ein mehrflutiges Gebläse (5) in Form einer Absaugströmung (9) und einer Frontalwirbelströung (6) in jeweils einen zugeordneten Ausblasraum (12, 13) gefördert wird.

4. Verfahren nach Anspruch 1, 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Volu­ menströme für die Blasluft und die Abluft durch Änderung der Parameter der Lauf­ räder des Abzugssystems einstellbar sind.

5. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-4, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung der Zuströmung vor der Gebläseanordnung vorgenommen wird.

6. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-5, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennung der Zuströmung zwischen Filterfläche und Gebläse erfolgt.

7. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-6, dadurch gekennzeichnet, dass Tren­ nung und Abdichtung der Zuströmungen vor und im Bereich der Gebläseanord­ nung vorgenommen werden.

8. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-7, dadurch gekennzeichnet, dass die ge­ förderten Strömungen zumindest teilweise rezirkuliert werden.

9. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-8, dadurch gekennzeichnet, dass die Vo­ lumenströme der Rezirkulationsströmungen geregelt werden.

10. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausströmtrennung außerhalb des Laufrades durchgeführt wird.

11. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-10, dadurch gekennzeichnet, dass die Blasluft von außen nach innen geführt wird und dass eine nach innen konvergente Strömung erzeugt wird.

12. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausström-Volumenströme geregelt werden.

13. Verfahren nach einem der Ansprüche 1-12, dadurch gekennzeichnet, dass bei einem Ausströmen in mehrere Ausströmräume unterschiedliche Drücke in den Ausströmräumen erzeugt werden.

14. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass mit einem konventio­ nellen Radialgebläse, das ein einziges Laufrad besitzt, in zwei voneinander ge­ trennte Ausblasräume geblasen und das Laufrad mit einer mit der Antriebseinheit direkt verbundenen Achse betrieben wird.

15. Einrichtung zum Eingrenzen, Absaugen und Erfassen von fluiden Medien mittels Saug- und Ausblasvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass ein mehrflutiges Gebläse (6, 9) mit einem Zuluftstrom (2) und einer gemeinsamen Antriebseinheit (10) vorgesehen ist, dass das mehrflutige Gebläse ein Doppellaufrad für ein Ab­ sauggebläse und ein Frontalwirbelgebläse aufweist, und dass die Laufräder (6, 9) in einen die Frontal-Strömung ausbildenden Ausblasraum (12) und einen die Abluft­ strömung ausbildenden Abluftraum (13) fördern.

16. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder (6, 9) auf einer gemeinsamen Achse (11) mit diese Achse antreibender gemeinsamer An­ triebseinheit (10) angeordnet sind.

17. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder (6, 9) gleichen Durchmesser haben.

18. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder (6, 9) gleiche Bauhöhe haben.

19. Einrichtung nach Anspruch 15, dadurch gekennzeichnet, dass die Laufräder (6, 9) unterschiedliche Bauhöhe haben.

20. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15-19, dadurch gekennzeichnet, dass die Ausblasräume durch einen Zwischenring (16) zwischen den Laufrädern (6, 9) von­ einander getrennt sind.

21. Einrichtung nach einem der Ansprüche 15-20, dadurch gekennzeichnet, dass ei­ ne Nut (15) zwischen den Laufrädern (6, 9) vorgesehen ist, in der eine Trennwand (14) zwischen den Ausblasräumen aufgenommen ist.

22. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13-21, dadurch gekennzeichnet, dass die Aufteilung der Zuströmung (2) vor den Laufrädern (6, 9) mit Hilfe von Trennele­ menten erfolgt.

23. Einrichtung nach einem der Ansprüche 13-22, dadurch gekennzeichnet, dass die Trennwand (14) zwischen den Ausblasströmen (12, 13) höhenverstellbar ausgebil­ det ist, und dass damit die geförderten Volumenströme einstellbar sind.

24. Einrichtung zum Eingrenzen, Absaugen und Erfassen von fluiden Medien mittels Saug- und Ausblasvorrichtungen, dadurch gekennzeichnet, dass einem konventio­ nellen Radialgebläse ein einziges Laufrad zugeordnet ist, das in zwei voneinander getrennte Ausblasräume fördert.