DE3304262A1 - Umluft-dunstabzugshaube sowie verfahren zu deren betaetigung - Google Patents
Umluft-dunstabzugshaube sowie verfahren zu deren betaetigungInfo
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Description
Dipl.-Ing. A. Wasmeier
Dipl.-Ing. H. Graf
Zugelassen beim Europäischen Patentamt · Professional Representatives before the European Patent Office
Patentanwälte Postfach 382 8400 Regensburg 1
An das
Deutsche Patentamt Zueibrückenstraße 12
SDOO München 2 D-8400 REGENSBURG GREFLINGER STRASSE
Telefon (09 41) 547 Telegramm Begpatent Rgb. Telex 6 5709 repat d
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R/p 11.G5G
Tag Date
B. Februar 19Θ3 uj/ly
Anmelderin Hannelore Röhl-Hager
Schöneberger Straße 18
Schöneberger Straße 18
BkOO Regensburg
Titel:
Umluft-Dunstabzugshaube souie Uerfahren zu deren Betätigung
Erfinderin Anmelderin
Konten: Bayerische Vereinsbank (BLZ 750 20073) 5 839 Gerichtsstand Regensburg
Die Erfindung bezieht sich auf ein Verfahren zum Betreiben
einer Umluft-Dunstabzugshiiube nach dem Oberbegriff dos Anspruches
1 sowie auf eine Umluft-Dunstabzugshaube nach dem
Oberbegriff des Anspruches 2 . Eine derartige Umluft-Dunstabzugshaube
\i/ird in Verbindung mit Küchenherden, Kochstellen,
oder anderen Dunst- und Staubquellen eingesetzt.
Zur Beseitigung von Dämpfen, Dunststoffen, Staub oder sonstigen
Schadstoffen werden in Küchen oder anderen, z.B. gewerblichen
Arbeitsräumen, über den Herden oder Kochstellen bzw. über den
Staub- und Schadstoffquel1 en Abzugshauben vorgesehen. Diese
Abzugshauben sind mit Filtern an Sauggebläsen und Luftfiihrungskanälen ausgerüstet und blasen bei fehlendem Luftabzugskana]
die gefilterte Luft über eine oder mehrere Ausblaseöffnungen
in den Arbeitsraum zurück. Dieser Betrieb wird als Umluftbetrieb bezeichnet.
Bei den bekannten UmIu f t-Dunstabzugshaüben wird die gefilterte
Luft über eine Umluftöffnung im Haubengehäuse, die üblicherweise
schräg nach oben zeigt, in den Arbeitsraum geblasen. Die Fläche des Ansaugfilters, das in der Regel dem Gebläse vorgeschaltet
ist, beträgt das ca. 20 - 30fache der Umluftöffnung.
Vom Ansauggebläse wird ein Fördervolumen bis zu 500 cbm/h gefordert, das naturgemäß ein erhebliches Strömungsgeräusch
verursacht. Die Tendenz geht bei derartigen Abzugshäuben in Richtung noch höherer Fördorvolumina.
Da der Abscheidegrad von Filtern nie 100 % beträgt, werden bei
derartigen Urnlufthauben die nicht abgefilterten Luftverunreinigungen
in den Arbeitsraum zurückgeblasen. Bei ungenügendem
Filterabscheidegrad kann deshalb die UmJufthaube infolge der
zwangsweise schnellen Umwälzung der Kaumluft eine beschleunigte
Dun«tausbreitunq zur Folge haben.
Dn die Zuströmgeschwindigkeit ν zur Abzugshaube näherungsweise
mit dem Quadrat des Abstandes r von der Ansaugfläche abhängt (v ^ 1/r^), ist eine sehr hohe Luftlei π tu ng erforderlich, damit
schnell aufsteigende Dunstpartikel von der Ansaugströmung in
die Abzugshaübe mitgenommen werden. Eine weitere Steigerung der
Gebläseleistung ist jedoch aus Lärmqründon nicht akzeptabel, so
daß bei den herkömmlichen Abzugshauben ein erheblicher Teil des
Dunstes direkt in den umgebenden Arbeitsraum entweichen kann.
Diese NachteiLe werden teilweise durch Erzeugung eines Luftschleiers
zwischen Abzugshaube und llerdober fläche erreicht. So bezieht sich die DE-QS 22 59 670 auf eine Ablufthaube mit
Luftschleier, bei der die vom Herd abgesaugte Luft teilweise
über einen Abzugskanal ins Freie abgeführt wird und eine durch des Absauggebläse unter Überdruck gehaltente Druckkammer einen
Schleierstrahler speist, der den nicht abgeführten Teil der
Zuluft (bzw. zumindest einen Teil davon) aufgrund des Überdruckes nach unten zur Herdober fläche richtet. Der Luftschleier
wird hierbei durch den Sog der Zuluft nach innen und oben
mitgenommen. Das Gebläse muß so stark bemessen werden, daß der Luftschleier wenigstens bis zur Herdoberseite reicht, um seine
Sperrfunkt ion zu erfüllen, und daß gleichzeitig die Druckkammer
unter so hohem Überdruck gehalten wird, daß der Luftschleier ausgebildet wird. Das Gebläse saugt den Zuluftstrom (Dunst über
der Herdfläche) an und führt diese Zuluft zu einem erheblichen TeiJ durch die Abzugsöffnung ins Freie. Bei dieser bekannten
Ablufthaube mit Luftschleier sind am Haubenrand eine Vielzahl
von Löchern vorgesehen, die in ihrer Gesamtheit einen rnantelförmigen
Luftschleier auf drei Seiten des Herdes erzeugen. Der durch diese Löcher hindurch erzeugte; Luftschleier besteht aus
einer Vielzahl von nebeneinηηder angeordneten, parallelen,
runden Freistrahlen. Die Strömungs-energie des Luftschleiers
330A262
wird in Höhe der Herdoberfläche etwa gleich 0, so daß die
Ansaugung durch das Gebläse eine Umlenkung zur und eine
Aufwärtsbewegunq zusammen mit den Zustrom ergibt. Die Geschwindigkeit
des Zustromes mit der Schleierlu f't wird deshalb ausschließlich durch die Saugleistung des Gebläses bestimmt.Die
Leistung des Gebläses dieser Abluft- haube ist sehr hoch bemessen, d. h. daß eine qroße Luftmenge umgewälzt und dabei
zwangsweise ein starken Geräusch in Kauf genommen werden muß.
Aufgabe der Erfindung ist es, eine Umlufthaube mit möglichst geringer Gebläseleistung bzw. Fördermenge und möglichst großer
Effektivität zu erzielen, die Haube insbesondere mit wesentlich
niedrigerer Bauhöhe als bei bekannten, vergleichbaren Hauben
herstellen zu können, die Strömungsgeräusche in Vergleich zu bekannten Hauben wesentlich geringer zu halten, die zu reinigende
Luft rascher als bisher umzuwälzen,und den Austritt von Primärdunst aus dem Ansauqbercich in den Arbeitsraum zu
verhindern.
Gemäß der Erfindung wird dies bei einem Verfahren der gattungsgemäßen
Art mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 bzw. bei einer gattungsgemäßen Dunstabzugshaube
mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 2 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der
Unteransprüche .
Mit dem erfindungsgemäßen Verfahren bzw. mit der erfindungsgemäßen
Umluft-Dunstabzugshaube wird die Ansaugwirkung des Gebläses erheblich unterstützt, so daß damit die Gebläseleistung außerordentlich ciering gehalten werden kann und
aufgrund des geringeren Luftdurchsatzes die Strömungsgeräusche
so weit verringert werden können, daß das im Betrieb der Haube
auftretende Geräusch nicht mehr als störend empfunden wird. Durch den zusätzlichen Aufstrom und die Unterstützung der
Ansaugwirkung des Gebläses wird ferner erreicht, daß die den
Aufstrom bildende Abluft mit ihrem Restdunst nicht in den
Küchenbereich gelangt, sondern den Herd übern tre ich t und dabei
zusätzlich Dunst nach oben in die Ansaugfläche der Haube
rördert. Ein wesentlicher Vorteil der Erfindung wird insbesondere
auch darin gesehen, daß die vom Gebläse zu fördernde
Luftmenge nur innerhalb den Bereichen Haube - Dunstquelle
umgewälzt wird, so daß abgesehen von der dadurch erzielbaren
wesentlich geringeren Luftmenge, die uin/uM/älzen ist, ein
außerordentlich kurzer Wen der umzuwälzenden Luft erreicht wird, wodurch eine genau definierte und besonderseffektive-Rezirkulation
stattfindet.
Wesentlich für die einwandfre ie Arbeitsweise der Umluft-Dunstabzugshaube
nach der Erfindung ist, d ρ Β zur Erzeugung des
Luftvorhanges die Luft durch ebene längliche Schlitze anstatt
durch eine Reihe von kleinenLöchern, wie im Falle der DE-OS 22
59 670 ausgeblasen wird. Ein ebener länglicher Schlitz erzeugt einen ebenen Freistrahl, während eine Lochreihe eine Serie von
runden Frei strahlen ergibt. Die Freistrahltheorie (Literaturstelle
H. Schlichting, Grenzschichttheorie, Verlag G. Braun,
Karlsruhe) besagt, daß der ebene Freistrahl im Vergleich zu. runden Freistrahlen weniger schnell abgebremst wird, da der
ebene Freistrahl eine geringere Reibungsober fläche besitzt als der runde Freistrahl. Für den Geschwindigkeitsverlauf gilt:
Für den ebenen Freistrahl gilt u(x)
Für den runden Freistrahl gilt
Dabei ist χ die Entfernung vom Abstrnhlort, d die Schlitzhöhe
bzw. der Lochdurchmesser, U0 die Geschwindigkeit an der Stelle
χ = 0, und u(x) die Geschwindigkeit im Abstand χ vom Schlitz
b?w. von den Löchern jeweils längs der Strahlachse.
' 3-Zurn Verständnis der Ausbildunq des dynamischen Aufstromes und
dessen Geschwindigkeit im Vergleich mit derZuströmqeschwindigkeit
zu einer Sauqöf fnunqvi/i r d nachstehend kurz auf die
Theorie eingegangen.
Der dynamische Aufstrom bildet sich zwischen zwei Freistrahlen
aus, die senkrecht auf eine ebene Flache geblasen werden
(Literaturstelle H. Hertel "Wandströmungen und Aufströme aus
der Umlenkung von Freistrahlgruppen" Fortschritt Berichte
VDI-Zeitschrift, Reihe 12, Nr. 11, Juli 1966), siehe Figur
Die Ausströmgeschwindigkeit u/\ ist proportional der Freistrahlgeschwindigkeit
u(x) an der Staufläche, also u/\ = k u(x).
Die Zuströmung zu einer Saugfläche erfolgt aus dem gesamten umgebenden Raum. Die Zuströmgeschwindigkeit uc;(x) nimmt mit dem
Abstand χ rasch ab (Figur 7).
Eine Abschätzung des Verhältnisses von AufStromgeschwindigkeit
U^ zu Ansauggeschwindigkeit ut; ergibt:
Auf strömgeschwind igkei t u/\ = k χ u(x)
k r- 0,5 bedeutet u^ - Halbwertgeschwiridigkeit im Freistrahl,
wobei k = empirischer Faktor
Für u(x) fm ebenen Freistrahl gilt (Literaturstelle H. Schlichting
"Grenzschicht- Theorie"):
wobei
U0 = Ausblasegeschwindigkeit, h=Schlitzbreite, l=Schlitzlänge
Für Uß ergibt sich:
da U0 = -~— , wobei V = Luftdurchsatz
*A FA = Abluftschlitzfläche =
römqeschwindiqkei t
Für die Zuströmgeschwindigkeit zu einer Saugfläche gilt
(Literaturstelle W.Pfeiffer, Absaugluftmengen von Erfassungs
einrichtungen offener Bauart, Staub-Reinh. Luft (1982) Nr. 8,
Seiten 303 - 308 ):
ι. Ä * / t~S wobei F3 = Ansauqfläche
+--IO - *Vf^, y _ Luftdurchsatz
χ = Abstand Geschwindigkeitsverhältnis u^/ug:
_ η-μ
Diese Gleichung zeigt, daß die Aufs troingeschu/indigkei t mit dem
Verhältnis von Saug- zu Ausbläse fläche zunimmt. Entscheidend
int jedoch, daß das Geschu/indigkei tsverhä ltnis bei zunehmenden
Abstand der Staufläche χ erheblich zunimmt. Dies ergibt sich daraus, daß die Ansauggeschwindigkeit U5 mit 1/χ2 abnimmt,
u/ährend die Auf stromgeschvi/indigkei t u^ nur mit /|f!\ abnimmt.
Dies sei an einem Zahlenbeispiel, das typisch für die Anwendung bei Dunstabzugshauben ist, dargelegt:
Flächenverhältnis | FS/r | A = 1 | 0 |
Eintrittsfläche | F£ | = | 0,1 m2 |
Abstand | X | = | 0,6 m |
Schlitzbreite | h | 0,01 m | |
Empirischer Faktor | k | = | 0,5 |
Aufstromgeschwindigke | it uA |
Sauggeschwindigkeit ucj \&O
Aus diesem Zahlenbeispiel ergibt sich, daß der dynamische Aufstrom über dem Herd eint? Geschwindigkeit in Richtung auf die
Abzugshaube liefert, die 4 6 mal größer ist als die reine
Ansaugströmung. Selbst wenn die Aufstromgeschwindicikeit nur das
10 fache der Ansauggeschwindigkeit betragen sollte, übertrifft
die Aufstromwirkung die Aηsaugwirkung ganz entscheidend, so daß
der mit der Erfindunq erzielbare Effekt außergewöhnlich groß
ist.
Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung
anhand von Ausführungsbeispielen erläutert. Es zeigt:
Fig. 1 eine Querschnittsansicht längs der Linie I - I der Figur
2 einer Dunstabzugshaube nach der Erfindung mit angedeutetem Herd, in schematischer Darstellung
Fig. 2 eine Längsschnittansicht längs der Linie II - II der
Figur 1 durch die Abzugshaube nach Figur 1 in schematischer Darstellung,
Fig. 3 eine Querschnittsansicht in einer Darstellung ähnlich
der nach Figur 1 einer weiteren Ausführungsform einer
Abzugshaube mit herausziehbarem Schirm, in schematischer
Darstellung ,
Fig. A einen Ausschnitt aus der Darstellung nach Figur 3 in
vergrößertem Maßstab,
Fig. 5 eine schematische Darstellung des Geschwindigkeitsverlaufes in einem ebenen Frei strahl,
Fig. 6 eine schematische Darstellung der Ausbildung des dynamischesn Aufstromes zwischen zwei Freistrahlen,
Fig. 7 eine schematische Darstellung der Ansaugströmung.
r
Oberhalb ei not; Kochherdes L b/w. ei nor Kochstelle bzw. einer
Dunstquelle ist die Abzugshaube 2 im normalen Arbeitsabstand
angeordnet. Über einen Filter 3 wird die Ansaugströmung 10 der
Saugkammer 4 der Haube 2 und dem Gebläse 5 zugeführt. Das Gebläse fördert die gefilterte Luft in die Druckkammer 6. Aus
der Druckkammer 6 der Haube 2 wird die Luft am unteren äußeren Umfangsrand der Haube durch eine vorderen Ausblaseschlitz 7
sowie durch zwei seitliche Ausblaseschlitze 8 nach unten gegen
den Herd 1 geblasen.
Die Fläche der Ausblaseschlitze 8 beträgt bei einer speziellen
Ausführungsform der Erfindung etwa 1/10 der Ansaugf]äche des
Filters 3. Die Neigung der Ausblaseschlitze 8 ist so gewählt,
daß der Ausblasestrahl 11, der sich nach der Freistrahltheorie ausbreitet, beim Auftreffen auf die Arbeitsfläche des Küchenherdes
eine Staulinie 12 bildet, die den Kochfeldbereich
umschließt. Innerhalb dieser Staulinie, die in den Schnittzeichnungen
nach den Figuren 1-3 als Staupunkt sichtbar ist, bildet sich der Aufstrom 13 aus, der die Ansaugwirkung des
Gebläses erheblich unterstützt. An der Staulinie teilt sich der
Ausblasemassenstrom in einen Anteil I ,. der im Aufstrom wieder
der Haube zugeführt wird, und in den Anteil II, der in den Arbeitsraum gelangt, der aber durch die Ansaugwirkunq des
Gebläses den Bereich des Herdes bzw. der Dunstquelle nicht
verläßt und fortlaufend im Rezirkulationsbetrieb wieder dem
Aufstrom beigemischt wird.
Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform der Erfindung, bei der an der
Haube 14 ein nach vorne ausziehbarer Schirm 15 angeordnet ist. Am unteren, vorderen Rand der Haube; 14 ist ein Ausblaseschlitz
16 vorgesehen, der den vorderen Ausblasestrom 17 im Bereich des
Schirmes 15 auf die Unterseite des Schirmes richtet. Aufgrund des Coanda-Effektes bildet sich dabei ein Wandstrahl 18 aus, in
dem die Abluft der Unterseite des Schirmes bis zur Vorderkante
de:s Schirmes und an der Unterseite anliegend entianqströmt und den Schirm an dessen Vorderkante als freistrahl nach abwärts
-Ab ·
zum Herd verläßt. Vorzugsweise geschieht dies in der in figur 4
näher dargestellten Weise. Der aus dem Gebläse 19 abfliessende
Luftstrom 20 gelangt durch den Luftkanal 21 hindurch nach unten auf eine Umlenk-und Prallfläche 22, die den Luftstrom 20
umlenkt und als Wandstrahl 23 durch den Ausblaseschlitz 16 gegen die Unterseite des Schirmes 15 und entlang dessen Fläche
bis zur Ablösekante 24 und dannnach unten als Freistrahl 17
gegen den Herd 1 richtet.
Die schematischen graphischen Darstellungen nach den Figuren 5, 6 und 7 sind in Verbindung mit den theoretischen Ausführungen
weiter oben zu lesen und bedürfen keiner detailierten Erläuterung
an dieser Stelle.
Claims (9)
- ■■■■*-■■PatentansprücheVerfahren zum Betreiben einer Umluft-Dunstabzugshaube für den Einsatz über einer Kochstelle oder einer entsprechenden Staub- oder Dunstquelle, bei dem mit Hilfe eines Haubengebläses mit Filter der Dunst von der Dunstquelle abgesaugt und in.der Haube über Luft führungen zur erneuten Ansaugung und weiteren Reinigung wieder aus der Haube abgegeben wird, und bei dem vom unteren Umfanqsrand der Haube ein den Dunststrom begrenzender Luftvorhang erzeugt wird, der ein Entweichen des Dunststromes aus den Bereich über der Dunstquelle nach außen verhindert, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftvorhang über längliche Schlitze in Form von lokal ebenen Freistrahlen bzw. in Form eines ebenen Freistrahles nach abwärts auf den Rand der Arbeitsfläche gerichtet wird, daß der Luftvorhang in einem kleinen Winkel zur Vertikalen geneigt aus den Schlitzen schräg nach unten und außen geblasen wird, daß der Luftvorhang von der Auftreffstelle auf der Arbeitsfläche abgelenkt, an der Arbeitsfläche aufgestaut, und der ngch innen umgelenkte Teil als dynamischer Aufstrom (Fountain-Effekt) in den Ansaugstrom eingeführt wird, wobei die Strömungsgeschwindigkeit des Aufstromes ein Vielfaches der Strömungsgeschwindigkeit des Ansaugstromes an der Einführstelle ist.
- 2. An der Wand oder Decke befestigbare bzw. aufhängbare Umluft-Dunstabzugshaube für den Einsatz über einer Kochstelle oder einer entsprechenden Staub- oder Dunstquelle mit einem Ansauggebläse, einer Filteranordnung, einem Haubengebläse mit Luftführungen und einer Vorrichtung zur Erzeugung eines von der Haube nach abwärts gerichteten Luftvorhanges, der ein Abströmen bzw. Entweichen des durch das Gebläse von der Dunstquelle angesaugten Dunstes ganz oder zumindest teilweise unterbindet,dadurch gekennzeichnet, daß der untere Haubenrand auf den Seiten der Haube (2; 14), die nicht durch die umgebenden Wände nach unten geschlossen sind, längliche Ausblaseschlitze (7; 24) aufweist, durch die das Gebläse (5; 19) einen lokalen, ebenen Freistrahl (11; 17) nach unten richtet, daß die Dimensionen der Dunstabzugshaube (2) in ihrer Projektion in ihrer auf die Arbeitsfläche der Dunstquelle (1) kleiner sind als die der Arbeitsfläche, daß die Ebene der Ausblaseschlitze (7; 24) nach außen leicht schräg angestellt ist, derart, daß die austretenden ebenen Freistrahlen auf den Rand der Arbeitsfläche der Dunstquelle (1) gerichtet sind und damit eine Staulinie (12) auf der Arbeitsfläche ausbilden, und daß die Geschwindigkeit des dynamischen Aufstromes (13) (umgelenkter Ausblasestrahl in Richtung Abzugshaube) ein Vielfaches der Geschwindigkeit der Ansaugströmung (10) an der Arbeitsfläche ist.
- 3. Umluft-Dunstabzugshaube nach Anspruch 2, dadruch gekennzeichnet, daß die Ebene der Ausblaseschlitze (7, 8; 24) im Winkel von ca. 10 - 15° gegenüber der Ebene der Arbeitsfläche (1) geneigt ist.
- 4. Umluft-Dunstabzugshaube nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Staulinie (12) in unmittelbarer Nähe des Randes der Arbeitsfläche länqs der Seitenränder und des Vorderrandes der Arbeitsfläche der Dunstquelle (1) ausgebildet j s t.
- 5. Umluft-Dunstabzugshaube nach einem der Ansprüche 2 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dafl das Flächenverhä1tnis von Ausblaseschlitzen (7; 24) zur Gesamtansaugfläche etwa 1:10 beträgt, bzw. daß das Flächenverhältnis von Eintrittsfläche zu Austrittsfläche der Dunstabzugshaube 1:10 beträgt.
- 6. Umluft-Dunstabzugshaube nach einem der Ansprüche 2 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Geschwindigkeit des Ausblasstrahles (11) mindestens das lOfache der Geschwindigkeit der Ansaugströmunq (10) beträgt.
- 7. Umluft-Dunstabzugshaube nach einem der Ansprüche 2 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Strömungsgeschwindigkeit des Aufstromes (13) mindestens das lOfache der Geschwindigkeit der Ansaugströrnung (10) beträgt.
- 8. Umluft-Dunstabzugshaube nach einem der Ansprüche 2 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Dunstabzugshaube (14) einen an sich bekannten ausziehbaren Schirm (15) aufweist, daß im Kanal (21) des Gebläses (19) eine Umlenk- und Prallvorrichtung (22) angeordnet ist, die die vom Gebläse (19) erzeugte Strömung (20) gegen die untere Fläche des Schirmes (15) richtet, und daß die Strömung (23) aufgrund des Coanda-Effektes an der Unterseite des 5chirmes (15) entlang der Ablösekante (24) und als Freistrahl (17) nach unten gegen die Arbeitsfläche gerichtet ist.
- 9. Umluft-Dunstabzugshaube nach Anspruch 8, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenk- und Prallvorrichtung (22) eine gegenüber der Horizontalen leicht geneigte und gegen die Unterseite des Schirmes (15) gerichtete Platte ist.
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ID=6190307
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