DE10113274B4

DE10113274B4 - Gargerät mit Drehkolbengebläse

Info

Publication number: DE10113274B4
Application number: DE2001113274
Authority: DE
Inventors: Peter Kohlstrung; Peter Wiedemann
Original assignee: Rational AG
Current assignee: Rational AG
Priority date: 2001-03-16
Filing date: 2001-03-16
Publication date: 2005-11-10
Anticipated expiration: 2021-03-17
Also published as: DE10113274A1

Abstract

Gargerät (1) mit zumindest einem Drehkolbengebläse (10) zum Führen einer Garraumatmosphäre, das ein Gehäuse (1a, 4) mit zumindest einem Austritt (14, 14') und zumindest zwei in dem Gehäuse (1a, 4) drehbar gelagerte Drehkolben (11, 11') umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolben (11, 11') in ihrem Inneren hohl ausgebildet sind, und der von dem Drehkolbengebläse (10) abgegebene Schall über die Kontur zumindest eines der Drehkolben (11, 11') und/oder den Abstand (a, c) zumindest eines der Drehkolben (11, 11') zum Gehäuse (1a, 4) und/oder den Abstand (b) zwischen zwei benachbarten Drehkolben und/oder der Dimensionierung zumindest eines Austritts (14, 14') minimierbar ist.

Description

Die Erfindung betrifft ein Gargerät mit zumindest einem Drehkolbengebläse zum Führen einer Garraumatmosphäre, das ein Gehäuse mit zumindest einem Austritt und zumindest zwei in dem Gehäuse drehbar gelagerten Drehkolben umfaßt.
Herkömmlicherweise werden in der Gartechnik Radialgebläse oder Querstromlüfter zur Erzwingung einer Zirkulation der Garraumatmosphäre eingesetzt. Nun ist Radialgebläsen nachteiligerweise eine hohe Trägheit inhärent, bedingt durch ihr großes Trägheitsmoment, was einem häufigen Wechseln der Drehrichtung sowie einem zügigen Ein- und Ausschalten, also Takten, entgegensteht. Ferner ist eine Zirkulation der Garraumatmosphäre bei nachge schalteten Strömungsleiteinrichtungen mit hohem Druckverlust, wie bei Düsen oder dergleichen, bei Radialgebläsen aus bautechnischer Sicht nicht mehr zufriedenstellend.

Aus der DE 1 206 82 B ist ein Backofen bekannt, bei dem mindestens zwei in einem Zwangskreislauf mit umkehrbarer Strömungsrichtung einer Backatmosphäre hintereinander geschaltete Querstromgebläse von einander entgegengesetzter Nenndurchsatzrichtung angeordnet sind. Hierbei können die Querstromgebläse optional eine voneinander differierende Drehzahl aufweisen.

Es besteht das Bedürfnis, mit hohen Temperaturdifferenzen in Gargeräten zu arbeiten, die zu einer Steigerung der Garqualität aufgrund geringerer Garzeiten führen. Nun ist die Verträglichkeit von Querstromlüfterwalzen gegenüber thermischen Verspannungen nicht zufriedenstellend beim Einsatz in einem Gargerät. Zudem stehen dynamische Unwuchten von Querstromlüfterwalzen einem exakten Führen eines Garprozesses entgegen, die auch bei großem Aufwand für eine Lagerung der Walzen nicht völlig beherrschbar sind.

Vorrichtungen zur Zirkulation einer Garraumatmosphäre unter Verwendung von Rotationsgebläsen bei optionaler Rotationsumkehr oder Erhöhung der Rotationsgeschwindigkeit sind zum Beispiel aus der FR 1.435.706 bekannt, ohne jedoch die oben beschriebenen Nachteile gänzlich zu überwinden.

In der nicht vorveröffentlichten DE 199 44 265 A1 ist eine Vorrichtung zur Vergleichmäßigung des Energieeintrags in Gargut beschrieben, bei der im Garraum eine Vielzahl von im wesentlichen äquidistant zueinander angeordneten Leitblechen für im wesentlichen parallele Strömungsfade einer Garraumatmosphäre sorgen, und ein Gebläse, z.B. in Form eines Tangentialgebläses oder einer Rootspumpe, in seiner Drehrichtung periodisch umkehrbar sowie stufenlos regelbar sein kann.

Der Erfindung daher die Aufgabe zugrunde, das gattungsgemäße Gargerät derart weiterzuentwickeln, daß die Nachteile des Stands der Technik überwunden werden, insbesondere ein Gebläse zum Einsatz kommt, bei dem eine geringe thermische und mechanische Belastung auftritt, bei gleichzeitiger Förderung der vergleichmäßigenden Wirkung des Energieeintrags in ein Gargut sowie Reduktion von Schall für einen leisen Gebläselauf.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß die Drehkolben in ihrem Inneren hohl ausgebildet sind, und der von dem Drehkolbengebläse abgegebene Schall über die Kontur zumindest eines der Drehkolben und/oder den Abstand zumindest eines der Drehkolben zum Gehäuse und/oder den Abstand zwischen zwei benachbarten Drehkolben und/oder der Dimensionierung zumindest eines Austritts minimierbar ist.

Dabei kann vorgesehen sein, daß das Drehkolbengebläse von einem Motor antreibbar und/oder taktbar ist, insbesondere über zumindest eine Welle, vorzugsweise stufenlos steuerbar und/oder regelbar.

Weiterhin kann vorgesehen sein, daß die Blasrichtung des Drehkolbengebläses periodisch und/oder aperiodisch umkehrbar ist.

Ferner kann die Drehgeschwindigkeit der Welle bis zu 80 Umdrehungen pro Sekunde betragen.

Erfindungsgemäß wird auch vorgeschlagen, daß der Abstand zwischen zwei benachbarten Drehkolben bis zu 10 mm beträgt.

Auch ist erfindungsgemäß vorgesehen, daß das Gehäuse zumindest teilweise durch Gargerätewände, umfassend die Garraumwände, Gebläseraumwände und Strömungsleiteinrichtungswände, begrenzt ist.

Weiterhin wird vorgeschlagen, daß jeder Drehkolben aus einem Blech, vorzugsweise mit einer Dicke von bis zu 3 mm, hergestellt ist, wie gezogen und/oder gewalzt.

Schließlich kann auch vorgesehen sein, daß jedem Austritt des Drehkolbengebläses zumindest eine Strömungsleiteinrichtung mit hohem Druckverlust, insbesondere eine Düse, ein Düsenblech, ein Lochblech oder dergleichen, nachgeschaltet ist.

Der Erfindung liegt somit die Erkenntnis zugrunde, daß durch den Einsatz eines schalloptimierten Drehkolbengebläses in einem Garraum die Lärm- und somit Streßbelastung des Bedienpersonals reduziert wird, wobei zusätzlich die Garqualität, insbesondere durch Vergleichmäßigung eines Wärmeeintrages in ein Gargut, auf einfache Weise verbessert werden kann. Die vergleichmäßigende Wirkung eines Drehkolbengebläses wird durch folgende Eigenschaften gefördert:

i) Es treten nahezu keine vertikalen Komponenten bei der Beförderung eines Luftstromes durch ein Drehkolbengebläse auf.
ii) Der erzeugte Druck hängt im wesentlichen nicht ursächlich von der Drehzahl des Drehkolbengebläses ab, sondern von der Dimensionierung nachgeschalteter Strömungswiderstände.
iii) Der von einem Drehkolbengebläse erzeugte Druck ermöglicht auch den Einsatz von Strömungswiderständen mit hohem Druckverlust, wie Düsen, was auch zur weiteren Vergleichmäßigung eines Wärmeeintrages dienen kann.

Zudem zeichnen sich Drehkolbengebläse gegenüber Radialgebläsen und Querströmlüftern durch eine Vielzahl mechanischer Eigenschaften aus, nämlich wie folgt:

iv) Das mechanische Trägheitsmoment eines Drehkolbengebläses insbesondere mit hohlen Drehkolben ist im Vergleich zu dem eines entsprechenden Radialgebläses niedrig, was ein häufiges, gezieltes Wechseln einer Drehrichtung sowie Takten ermöglicht.
v) Thermische Spannungen beeinflussen die Funktionsweise eines Drehkolbengebläses, insbesondere mit hohlen Drehkolben, in bedeutend geringerem Umfang als im Falle von Querstromlüfterwalzen gleicher Baugröße.
vi) Die Anfälligkeit eines hohlen Drehkolbens zu dynamisch auftretenden Unwuchten ist durch das Vorhandensein einer zentralen Welle im Vergleich zu Querstromlüfterwalzen gleicher Baugröße bedeutend geringer.

Desweiteren zeichnen sich Drehkolbengebläse in erfindungsgemäßen Gargeräten gegenüber herkömmlichen Rootsgebläsen und anderen handelsüblichen Verdichtern durch folgende Vorteile aus:

vii) Da bei Gargeräten ein verhältnismäßig niedriger Förderdruck benötigt wird, ist es möglich, den Luftspalt zwischen zumindest einem Drehkolben und dem Gehäuse des Drehkolbengebläses und/oder zwischen zwei benachbarten Drehkolben relativ groß auszulegen, um eine Verstopfung durch beim Garen entstehende, zirkuliert werdende Partikel zu vermeiden.
viii) Aufgrund besagten geringen Förderdruckes und daraus resultierenden geringen Kräften ist es ferner möglich, die Drehkolben aus einem dünnen Blech zu ziehen, was Materialkosten spart.
ix) Durch die relativ großen Abstände zwischen den Bauteilen eines Drehkolbengebläses im Falle des Einsatzes in einem Gargerät gemäß der Erfindung ist es weiterhin möglich, die Kontur eines jeden Drehkolbens von seiner idealen kinematischen Formgebung abweichen zu lassen, um die Bildung von Geräuschen zu minimieren.
x) Durch die hohle Bauweise eines jeden Drehkolbens um seine zentrale Welle ist es auch möglich, die Ausgestaltung sowie Befestigung des Drehkolbens an der Welle beständig gegenüber extremen Temperaturschwankungen zu gestalten.
xi) Die hohle Bauweise der erfindungsgemäßen Drehkolben um die jeweilige zentrale Welle führt zudem zu einer geringen Masse, was wiederum den Aufwand für Lagerung und Schallschutz reduziert.
xii) Ferner ist es möglich, zumindest einen Teil des Gehäuses des Drehkolbengebläses durch Gargerätewände auszubilden, was weiterhin Kosten und Platz spart.
xiii) Durch die Schallmodulation über die Bauweise des Drehkolbengebläses können Schallintensitäten gezielt minimiert werden.

Weitere Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der ein Ausführungsbeispiel der Erfindung anhand einer schematischen Zeichnung im einzelnen erläutert wird. Die aus einer einzigen Figur bestehende Zeichnung zeigt ein erfindungsgemäßes Gargerät im Horizontalschnitt.
Wie der Figur zu entnehmen ist, umfaßt ein erfindungsgemäßes Gargerät 1 mit einer Gargeräterückwand 1a einen Garraum 2 sowie einen Gebläseraum 3, wobei zwischen dem Garraum 2 und dem Gebläseraum 3 ein Luftleitblech 4 angeordnet ist. In dem Gebläseraum 3 ist dabei ein Drehkolbengebläse 10 angeordnet, dessen Gehäuse durch einen Teil der Gargeräterückwand 1a und das Luftleitblech 4 gebildet wird. In dem Gehäuse sind zwei Drehkolben 11, 11', jeweils mit einem Hohlraum 12, 12', vorzugsweise aus einem dünnen Blech ausgewalzt, auf einer Welle 13, 13' drehbar gelagert. Die bei Drehung der Drehkolben 11, 11' verdrängte Luft kann über Austritte 14, 14' aus dem Gebläseraum 3 in den Garraum 2 gelangen. Die Blasrichtung ist dabei durch die Pfeile A, B dargestellt.
Der Abstand a zwischen der Gargeräterückwand 1a und dem dazu benachbarten Drehkolben 11, der Abstand b zwischen den beiden Drehkolben 11, 11' sowie der Abstand c zwischen dem Luftleitblech 4 und dem dazu benachbarten Drehkolben 11' kann jeweils bis zu 3 mm groß sein, was nicht nur ein Verstopfen des Drehkolbengebläses 10 durch beim Garen entstehende Partikel vermeidet, sondern zudem einen großen Gestaltungsspielraum bei der Kontur der Drehkolben 11, 11' läßt, was insbesondere zur Schallminimierung ausnutzbar ist.
Die in der vorstehenden Beschreibung, in den Ansprüchen sowie in der Zeichnung offenbarten Merkmale der Erfindung können sowohl einzeln als auch in jeder beliebigen Kombination für die Verwirklichung der Erfindung in ihren verschiedenen Ausführungsformen wesentlich sein.

Claims

Gargerät (1) mit zumindest einem Drehkolbengebläse (10) zum Führen einer Garraumatmosphäre, das ein Gehäuse (1a, 4) mit zumindest einem Austritt (14, 14') und zumindest zwei in dem Gehäuse (1a, 4) drehbar gelagerte Drehkolben (11, 11') umfaßt, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehkolben (11, 11') in ihrem Inneren hohl ausgebildet sind, und der von dem Drehkolbengebläse (10) abgegebene Schall über die Kontur zumindest eines der Drehkolben (11, 11') und/oder den Abstand (a, c) zumindest eines der Drehkolben (11, 11') zum Gehäuse (1a, 4) und/oder den Abstand (b) zwischen zwei benachbarten Drehkolben und/oder der Dimensionierung zumindest eines Austritts (14, 14') minimierbar ist.
Gargerät nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Drehkolbengebläse (10) von einem Motor antreibbar und/oder taktbar ist, insbesondere über zumindest eine Welle (13, 13'), vorzugsweise stufenlos steuerbar und/oder regelbar.
Gargerät nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Blasrichtung (A, B) des Drehkolbengebläses (10) periodisch und/oder aperiodisch umkehrbar ist.
Gargerät nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Drehgeschwindigkeit der Welle (13, 13') bis zu 80 Umdrehungen pro Sekunde beträgt.
Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Abstand (a, b, c) zwischen zwei benachbarten Drehkolben (11, 11') bis zu 10 mm beträgt.
Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse zumindest teilweise durch Gargerätewände, umfassend die Garraumwände, Gebläseraumwände (1a) und Strömungsleiteinrichtungswände (4), begrenzt ist.
Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Drehkolben (11, 11') aus einem Blech, vorzugsweise mit einer Dicke von bis zu 3 mm, hergestellt ist, wie gezogen und/oder gewalzt.
Gargerät nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß jedem Austritt (14, 14') des Drehkolbengebläses (10) zumindest eine Strömungsleiteinrichtung (4) mit hohem Druckverlust, insbesondere eine Düse, ein Düsenblech, ein Lochblech oder dergleichen, nachgeschaltet ist.