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Abstract

Vorrichtung zur Luftzirkulation in einem Behandlungsraum (12) für Lebensmittel mit einem motorisch angetriebenen Lüfterrad (30) zum axialen Ansaugen von Luft aus dem Behandlungsraum (12) und Auswerfen der Luft in der Lüfterradebene in einen Druckraum (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (30) von einem stillstehenden Leitschaufelrad (18) zur drallfreien radialen Ausrichtung der Luftströmung in dem Druckraum (14) umgeben ist.Device for air circulation in a treatment room (12) for food with a motor-driven fan wheel (30) for the axial suction of air from the treatment room (12) and ejecting the air in the fan wheel plane into a pressure chamber (14), characterized in that the fan wheel (30) is surrounded by a stationary guide vane wheel (18) for swirl-free radial alignment of the air flow in the pressure chamber (14).

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftzirkulation in einem Behandlungsraum für Lebensmittel mit einem motorisch angetriebenen Lüfterrad zum axialen Ansaugen von Luft aus dem Behandlungsraum und Auswerfen der Luft in der Lüfterradebene in einen Druckraum.The invention relates to a device for air circulation in a treatment room for food with a motor-driven fan wheel for the axial suction of air from the treatment room and ejecting the air in the fan wheel plane into a pressure chamber.

Bei Behandlungsanlagen für Lebensmittel, beispielsweise Räucherkammern kann durch einen zwangsgeförderten Umluftstrom das Behandlungsgut mit den in der Luft mitgeführten Stoffen beaufschlagt werden. Dabei soll unabhängig vom Beaufschlagungsort eine möglichst gleichmäßige Einwirkung erreicht werden. Hierfür wird üblicherweise ein Radiallüfter eingesetzt, welcher die ausgestoßene Luft jedoch in Drehung versetzt, so dass auch im Behandlungsraum ungleichmäßige Strömungsverhältnisse nur schwer zu vermeiden sind.In the case of treatment plants for foodstuffs, for example smokers, the material to be treated can be exposed to the substances carried in the air by a forced air flow. The aim is to achieve an action that is as uniform as possible regardless of the point of application. A radial fan is usually used for this, but it sets the expelled air in rotation, so that uneven flow conditions in the treatment room are difficult to avoid.

Aus der DE 42 34 656 C2 ist eine Vorrichtung zur Luftzirkulation in einem Behandlungsraum für Lebensmittel bekannt, bei der ein Lüfterrad axial Luft aus dem Behandlungsraum ansaugt und radial in den Druckraum auswirft.From the DE 42 34 656 C2 a device for air circulation in a treatment room for food is known, in which a fan impeller sucks air axially out of the treatment room and ejects it radially into the pressure chamber.

Aus der DE 30 28 606 A1 ist bekannt, dass bei einem Lüftungsgerät ein Leitrad das Laufrad umgibt.From the DE 30 28 606 A1 it is known that a stator surrounds the impeller in a ventilation device.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik aufgetretenen Nachteile zu beheben und eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, dass in kompakter Bauform eine günstige Einstellung der Luftverteilungsverhältnisse möglich ist.Proceeding from this, the object of the invention is to remedy the disadvantages which have arisen in the prior art and to improve a device of the type specified at the outset in such a way that the air distribution ratios can be advantageously adjusted in a compact design.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.To achieve this object, the combination of features specified in claim 1 is proposed. Advantageous refinements and developments of the invention result from the dependent claims.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, eine homogene Radialströmung zu erzeugen. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Lüfterrad von einem stillstehenden Leitschaufelrad zur drallfreien radialen Ausrichtung der Luftströmung in dem Druckraum umgeben ist. Dadurch ist es auch unter beengten Platzverhältnissen möglich, einen ursprünglichen Drall der lüfterseitig ausgeworfenen Luft zu kompensieren, so dass an jeder Umfangsstelle eine weitgehend radial ausgerichtete Luftströmung zur Verfügung steht. Diese kann dann mit einfachen Maßnahmen homogen, d.h. mit hoher Gleichmäßigkeit in Bezug auf Druck und Geschwindigkeit weitergeleitet werden, ohne dass aufwändige und verlustbehaftete Verteilsysteme oder Beruhigungsstrecken erforderlich wären.The invention is based on the idea of generating a homogeneous radial flow. Accordingly, it is proposed according to the invention that the fan wheel is surrounded by a stationary guide vane wheel for the swirl-free radial alignment of the air flow in the pressure chamber. This makes it possible to compensate for an original swirl of the air ejected on the fan side, even in confined spaces, so that a largely radially oriented air flow is available at each circumferential point. This can then be done homogeneously with simple measures, i.e. forwarded with a high degree of uniformity in terms of pressure and speed, without the need for complex and lossy distribution systems or calming sections.

Vorteilhafterweise ist das Leitschaufelrad koaxial zu dem Lüfterrad raumfest angeordnet.The guide vane wheel is advantageously arranged spatially fixed coaxially with the fan wheel.

Denkbar ist es auch, dass das Leitschaufelrad aus mehreren in Durchströmrichtung zusammenwirkenden konzentrischen Leitschaufelringen zusammengesetzt ist. Durch entsprechend verlängerte Leitschaufeln ist es auch möglich, die erzeugte drallfreie Radialströmung weitgehend verlustfrei in vorgegebene Richtungen gezielt weiterzuleiten bzw. umzulenken.It is also conceivable for the guide vane wheel to be composed of a plurality of concentric guide vane rings interacting in the flow direction. By means of correspondingly lengthened guide vanes, it is also possible to pass on or divert the swirl-free radial flow generated in a largely loss-free manner in predetermined directions.

Für eine winkelunabhängige Strömungsverteilung ist es von Vorteil, wenn die Leitschaufeln des Leitschaufelrads in dessen Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind.For an angle-independent flow distribution, it is advantageous if the guide vanes of the guide vane wheel are arranged evenly distributed in its circumferential direction.

Um einen radialen Auswurf zu erreichen, ist es günstig, wenn die Leitschaufeln des Leitschaufelrads zylindrisch gekrümmt sind.In order to achieve radial ejection, it is advantageous if the guide vanes of the guide vane wheel are cylindrically curved.

Um eine möglichst verlustfreie Durchleitung zu erreichen, sollte der Strömungseintrittswinkel des Leitschaufelrads dem Strömungsaustrittswinkel des Lüfterrads entsprechen.In order to achieve a loss-free passage, the flow entry angle of the guide vane wheel should correspond to the flow exit angle of the fan wheel.

Zur Beeinflussung der Auslassgeschwindigkeit kann der lichte Strömungsquerschnitt zwischen den Leitschaufeln des Leitschaufelrads in Durchströmrichtung im Sinne eines Diffusors oder Konfusors erweitert oder verengt sein.In order to influence the outlet speed, the clear flow cross-section between the guide blades of the guide blade wheel can be widened or narrowed in the flow direction in the sense of a diffuser or confuser.

Für die weitere Nutzung der erzeugten drallfreien Strömung kann ausströmseitig von dem Leitschaufelrad ein Luftverteiler oder Kanal angeordnet sein.An air distributor or channel can be arranged on the outflow side of the guide vane wheel for the further use of the swirl-free flow generated.

In baulich vorteilhafter Ausführung sind das Lüfterrad und das Leitschaufelrad in dem Druckraum angeordnet und durch eine Begrenzungswand von dem Behandlungsraum getrennt. Dabei ist es vorgesehen, dass die aus dem Behandlungsraum angesaugte Luft als Umluftströmung über den Druckraum in den Behandlungsraum zurückgeführt wird.In a structurally advantageous embodiment, the fan wheel and the guide vane wheel are arranged in the pressure chamber and separated from the treatment room by a boundary wall. It is provided that the air drawn in from the treatment room is returned to the treatment room as a circulating air flow via the pressure chamber.

Aufgrund der homogenen Strömungsverteilung genügt es, wenn der Druckraum über einfache Wanddurchbrüche, insbesondere Schlitze in den Behandlungsraum mündet.Due to the homogeneous flow distribution, it is sufficient if the pressure chamber opens into the treatment room via simple wall openings, in particular slots.

Eine bevorzugte Anwendung sieht vor, dass der Behandlungsraum durch eine Raucher-, Koch-, Back- oder Klimakammer einer Lebensmittelbehandlungsanlage gebildet ist. Allgemein betrifft die Erfindung jegliche Form der thermischen Lebensmittelbehandlung wie Pasteurisieren, Sterilisieren, Garen, (Intensiv)Kühlen. Gegenstand der Erfindung ist auch eine mit Lüfter- und Leitschaufelrad ausgestattete Lebensmittelbehandlungsanlage.A preferred application provides that the treatment room is formed by a smoking, cooking, baking or climatic chamber of a food treatment system. In general, the invention relates to any form of thermal food treatment such as pasteurization, sterilization, cooking, (intensive) cooling. The invention also relates to a food processing system equipped with a fan and guide vane wheel.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

  • 1 eine Behandlungsanlage für Lebensmittel mit einem Ventilator zur Luftzirkulation in einem Vertikalschnitt; und
  • 2 einen Horizontalschnitt in der Schnittlinie 2-2 der 1.
The invention is explained in more detail below on the basis of an exemplary embodiment shown schematically in the drawing. Show it
  • 1 a treatment plant for food with a fan for air circulation in a vertical section; and
  • 2nd a horizontal section in the cutting line 2-2 of the 1 .

Die in der Zeichnung dargestellte Anlage besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 10 zur Begrenzung eines Behandlungsraums 12 und eines davon gesonderten Druckraums 14 sowie einer Ventilatorvorrichtung 16 mit Leitschaufelrad 18 zur Erzeugung einer zirkulierenden Luftströmung 20, 22 in dem Behandlungsraum 12.The system shown in the drawing essentially consists of a housing 10th to delimit a treatment room 12th and a separate pressure room 14 and a fan device 16 with guide vane wheel 18th to create a circulating air flow 20th , 22 in the treatment room 12th .

Wie aus 1 ersichtlich, können Lebensmittel, insbesondere Wurstwaren 24 auf einem Transportwagen 26 in den Behandlungsraum 12 zur Raucher- oder Kochbehandlung eingestellt werden. Die Luft/Rauchumwälzung erfolgt dabei über ein mittels Motor 28 angetriebenes Lüfterrad 30, welches Luft 22 aus dem Behandlungsraum 12 axial ansaugt und in der Lüfterradebene über das Leitschaufelrad 18 in den Druckraum 14 ausstößt. Der Druckraum 14 ist durch eine untere Begrenzungswand 32 von dem Behandlungsraum 12 getrennt, wobei beispielsweise schlitzförmige Wanddurchbrüche 34 als Auslass vorgesehen sind. Entsprechend kann über die aus dem Druckraum 14 ausströmende Luft 20 eine Umluftströmung für die Warenbehandlung in dem Behandlungsraum 12 aufrechterhalten werden.How from 1 can be seen, food, especially sausages 24th on a dolly 26 in the treatment room 12th be set for smoking or cooking treatment. The air / smoke circulation takes place via a motor 28 driven fan wheel 30th what air 22 from the treatment room 12th axially sucked in and in the fan wheel level via the guide vane wheel 18th in the pressure room 14 ejects. The pressure room 14 is through a lower boundary wall 32 from the treatment room 12th separated, with, for example, slot-shaped wall openings 34 are provided as an outlet. Correspondingly, can from the pressure room 14 escaping air 20th a circulating air flow for the treatment of goods in the treatment room 12th be maintained.

Wie auch aus 2 ersichtlich, ist das Leitschaufelrad 18 außenseitig koaxial zu dem kleineren Lüfterrad 30 angeordnet. Dabei dreht das Lüfterrad 30 um die Drehachse 36 entsprechend Pfeil 38 in 2, während das Leitschaufelrad 18 stillstehend bzw. raumfest angeordnet ist. Das Leitschaufelrad 18 greift an seiner Eintrittsseite 40 die von Lüfterrad 30 ausgeworfene Luft ab und richtet diese ausströmseitig in einer drallfreien Strömung 42 im Wesentlichen radial aus.As from 2nd the guide vane wheel can be seen 18th outside coaxial to the smaller fan wheel 30th arranged. The fan wheel turns 30th about the axis of rotation 36 according to arrow 38 in 2nd while the vane wheel 18th is arranged stationary or fixed in space. The guide vane wheel 18th attacks on its entry side 40 that of fan wheel 30th ejected air and directs it on the outlet side in a swirl-free flow 42 essentially radial.

Zu diesem Zweck weist das Leitschaufelrad 18 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten Leitschaufeln 44 auf. Diese sind in nichtkreisförmigen Zylinderflächen bogenförmig gekrümmt, wobei die Schaufelaustrittsenden gerade, d. h. in radialer Richtung enden. Die Schaufeleintrittsflächen sind dabei so abgekrümmt, dass der Strömungseintrittswinkel des Leitschaufelrads 18 dem Strömungsaustrittswinkel des Lüfterrads 30 entspricht. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lüfterradschaufeln 46 rückwärts gekrümmt, wobei der Strömungsaustrittswinkel aus der Eulerschen Hauptgleichung in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit des Lüfterrads 30 ermittelt werden kann. Um eine Diffusorwirkung zu erzielen, erweitert sich der lichte Strömungsquerschnitt zwischen den Leitschaufeln 44 in Durchströmrichtung nach außen.For this purpose, the guide vane wheel 18th a plurality of guide vanes arranged uniformly distributed in the circumferential direction 44 on. These are curved in an arc shape in non-circular cylindrical surfaces, the blade outlet ends ending straight, ie in the radial direction. The vane entry surfaces are curved so that the flow entry angle of the guide vane wheel 18th the flow exit angle of the fan wheel 30th corresponds. In the embodiment shown, the fan blades are 46 curved backwards, the flow exit angle from Euler's main equation depending on the peripheral speed of the fan wheel 30th can be determined. In order to achieve a diffuser effect, the clear flow cross-section between the guide vanes expands 44 in the flow direction to the outside.

Auf diese Weise steht an jeder Umfangsstelle des Leitschaufelrads 18 eine drallfreie Radialströmung zur Verfügung, die durch geeignete Luftverteilungsmittel mit hoher Gleichmäßigkeit in Bezug auf Druck und Geschwindigkeit in vordefinierten Volumenströmen verteilt werden kann. Zu diesem Zweck bildet der Druckraum 14 durch seine Seitenwände 48 einen Kanal 50, der die Luft zu den Wanddurchbrüchen 34 hin umlenkt. Dort erfolgt ein Ausstoß nach unten in den Behandlungsraum 12, wobei entsprechend der gleichmäßigen Luftströmung eine homogene Behandlung der Lebensmittel 24 weitgehend unabhängig vom Behandlungsort erreicht wird.In this way it stands at every circumferential point of the guide vane wheel 18th a swirl-free radial flow is available, which can be distributed by suitable air distribution means with high uniformity in terms of pressure and speed in predefined volume flows. The pressure chamber forms for this purpose 14 through its side walls 48 a channel 50 , the air to the wall openings 34 redirected there. There is an ejection down into the treatment room 12th , whereby according to the uniform air flow a homogeneous treatment of the food 24th largely independent of the place of treatment.

Claims (13)

Vorrichtung zur Luftzirkulation in einem Behandlungsraum (12) für Lebensmittel mit einem motorisch angetriebenen Lüfterrad (30) zum axialen Ansaugen von Luft aus dem Behandlungsraum (12) und Auswerfen der Luft in der Lüfterradebene in einen Druckraum (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (30) von einem stillstehenden Leitschaufelrad (18) zur drallfreien radialen Ausrichtung der Luftströmung in dem Druckraum (14) umgeben ist.Device for air circulation in a treatment room (12) for food with a motor-driven fan wheel (30) for the axial suction of air from the treatment room (12) and ejecting the air in the fan wheel plane into a pressure chamber (14), characterized in that the fan wheel (30) is surrounded by a stationary guide vane wheel (18) for swirl-free radial alignment of the air flow in the pressure chamber (14). Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitschaufelrad (18) koaxial zu dem Lüfterrad (30) raumfest angeordnet ist.Device after Claim 1 , characterized in that the guide vane wheel (18) is arranged coaxially to the fan wheel (30) fixed in space. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitschaufelrad (18) aus mehreren in Durchströmrichtung zusammenwirkenden konzentrischen Leitschaufelringen zusammengesetzt ist.Device after Claim 1 or 2nd , characterized in that the guide vane wheel (18) is composed of a plurality of concentric guide vane rings interacting in the flow direction. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (44) des Leitschaufelrads (18) in dessen Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind.Device according to one of the Claims 1 to 3rd , characterized in that the guide vanes (44) of the guide vane wheel (18) are arranged uniformly distributed in the circumferential direction thereof. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (44) des Leitschaufelrads (18) zylindrisch gekrümmt sind.Device according to one of the Claims 1 to 4th , characterized in that the guide vanes (44) of the guide vane wheel (18) are cylindrically curved. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungseintrittswinkel des Leitschaufelrads (18) dem Strömungsaustrittswinkel des Lüfterrads (30) entspricht.Device according to one of the Claims 1 to 5 , characterized in that the flow entry angle of the guide vane wheel (18) corresponds to the flow exit angle of the fan wheel (30). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte Strömungsquerschnitt zwischen den Leitschaufeln (44) des Leitschaufelrads (18) sich in Durchströmrichtung erweitert oder verengt.Device according to one of the Claims 1 to 6 , characterized in that the light Flow cross section between the guide vanes (44) of the guide vane wheel (18) widens or narrows in the flow direction. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ausströmseitig von dem Leitschaufelrad (18) ein Luftverteiler oder Kanal (50) zum gezielten Verteilen oder Umlenken der erzeugten Radialströmung (42) angeordnet ist.Device according to one of the Claims 1 to 7 , characterized in that an air distributor or channel (50) for the targeted distribution or deflection of the generated radial flow (42) is arranged on the outflow side of the guide vane wheel (18). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (30) und das Leitschaufelrad (18) in dem Druckraum (14) angeordnet und durch eine Begrenzungswand (32) von dem Behandlungsraum (12) getrennt sind.Device according to one of the Claims 1 to 8th , characterized in that the fan wheel (30) and the guide vane wheel (18) are arranged in the pressure chamber (14) and are separated from the treatment chamber (12) by a boundary wall (32). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Behandlungsraum (12) angesaugte Luft als Umluftströmung über den Druckraum (14) in den Behandlungsraum (12) zurückgeführt wird.Device according to one of the Claims 1 to 9 , characterized in that the air drawn in from the treatment room (12) is returned as a circulating air flow via the pressure chamber (14) into the treatment room (12). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (14) über Wanddurchbrüche, insbesondere Schlitze (34) in den Behandlungsraum (12) mündet.Device according to one of the Claims 1 to 10th , characterized in that the pressure chamber (14) opens into the treatment chamber (12) via wall openings, in particular slots (34). Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsraum (12) durch eine Räucher-, Koch-, Back-, Gar-, Pasteurisier-, Sterilisier-, Kühl- oder Klimakammer einer Lebensmittelbehandlungsanlage gebildet ist.Device according to one of the Claims 1 to 11 , characterized in that the treatment room (12) is formed by a smoking, cooking, baking, cooking, pasteurizing, sterilizing, cooling or climatic chamber of a food processing system. Anlage zur thermischen Behandlung von Lebensmitteln mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.Plant for the thermal treatment of food with a device according to one of the preceding claims.
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