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Die vorliegende Erfindung betrifft eine Erfassungshaube zur Erfassung der Abluft oberhalb von Kochstellen, Produktionseinrichtungen und dergleichen, umfassend eine Dunstkammer, eine Absaugkammer und eine Luftzufuhrkammer, die sich horizontal und zueinander parallel in einer Längsrichtung erstrecken, wobei
- – die Dunstkammer nach unten offen ist und sich nach oben verjüngt,
- – die Absaugkammer durch ein Filter oder einen Abscheider von der Dunstkammer getrennt ist, wobei das Filter oder der Abscheider eine geneigte Begrenzung der sich nach oben verjüngenden Dunstkammer bildet, und
- – die Luftzufuhrkammer sich nach unten verjüngt und an ihrem unteren Ende in einen gekrümmten Umlenkbereich übergeht, der in eine Ausblasöffnung mündet, welche am unteren Ende der Dunstkammer gegenüber der Absaugkammer so angeordnet ist, dass eine Zuluft, die von oben in die Luftzufuhrkammer eingeblasen wird, aus der Ausblasöffnung horizontal oder schräg nach oben in Richtung des Filters oder des Abscheiders austritt.
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Eine Erfassungshaube dieser Art, wie sie beispielsweise in der
US 3,978,777 beschrieben wird, ist bei der Erfassung von Abluft, die von einer Kochstelle oder Produktionseinrichtung aufsteigt, wesentlich effizienter als Erfassungshauben einfacherer Bauart, die ausschließlich über eine Absaugung verfügen. Ein bevorzugter Einsatzbereich betrifft Großküchen in der Gastronomie, wobei Kochstellen in diesem Zusammenhang jegliche Kücheneinrichtungen sein können, bei denen eine Erfassung der Abluft erforderlich oder wünschenswert ist, also Herde, Grills, Bräter, Fritteusen usw. Die zu erfassende Abluft enthält hier vor allem Wasserdampf, Öl und Fett. Der Einsatz solcher Erfassungshauben ist jedoch nicht auf Kochstellen beschränkt, sie können z.B. auch bei Produktionsprozessen jeglicher Art zur Erfassung von Abluft zum Einsatz kommen, insbesondere in der Lebensmittelindustrie oder auch bei der industriellen Fertigung.
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Das Funktionsprinzip der gattungsgemäßen Erfassungshauben geht von der allgemeinen Problematik aus, dass die Reichweite der Sogwirkung einer Absaugkammer relativ begrenzt ist, so dass bei Erfassungshauben, die ausschließlich mittels Absaugung arbeiten, immer ein relativ großer Anteil der in der Dunstkammer erfassten Abluft an der Absaugkammer und dem Filter oder Abscheider vorbeigeht und nicht sofort abgesaugt wird. Die so erfasste Abluft verweilt sehr lange in der Dunstkammer und rotiert innerhalb dieser in einer Strömungswalze, bis sie von der Absaugkammer erfasst und abgesaugt wird. Deshalb wird mit Hilfe der Luftzufuhrkammer eine gerichtete Luftströmung erzeugt, die von der Ausblasöffnung zum Filter oder Abscheider verläuft und dabei die Dunstkammer, in der sich die aufsteigende Abluft sammelt, durchquert. Dieser Luftstrom erfasst die Abluft, so dass diese sehr effektiv durch das Filter oder den Abscheider in die Absaugkammer strömt und dort schneller als bei einer herkömmlichen Erfassungshaube ohne Luftzufuhrkammer abgesaugt werden kann.
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Dieses Prinzip funktioniert umso besser, je mehr der Zuluftstrom aus der horizontalen in eine schräg nach oben verlaufende Richtung gelenkt werden kann, da ja bezüglich der Abluft eine möglichst nach oben gerichtete Strömung bewirkt werden soll.
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Es hat sich allerdings gezeigt, dass eine Luftströmung, die in merklichem Ausmaß schräg nach oben gerichtet ist, mit den bekannten konstruktiven Maßnahme kaum realisiert werden kann, da hierfür eine Umlenkung der von oben in die Luftzufuhrkammer einströmenden Luft in einem spitzen Winkel erfolgen muss. Der gekrümmte Umlenkbereich kann zwar mit einer entsprechenden Geometrie ausgelegt werden, allerdings hat sich in der Praxis gezeigt, dass dann Turbulenzen auftreten und der Innenradius des Umlenkbereichs weitgehend strömungstot ist, so dass die aus der Ausblasöffnung austretende Luftströmung häufig eine zu geringe Steigung aufweist oder sogar leicht abfallend ist.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine gattungsgemäße Erfassungshaube so weiterzubilden, dass dieses Problem behoben werden kann.
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Diese Aufgabe wird bei der Erfassungshaube der eingangs genannten Art erfindungsgemäß dadurch gelöst, dass die Erfassungshaube ferner eine Unterdruckkammer umfasst, die zwischen der Dunstkammer und der Luftzufuhrkammer angeordnet ist, wobei die Unterdruckkammer allseitig geschlossen ist mit Ausnahme einer Sogöffnung an ihrem unteren Ende, die im Bereich des Innenradius des gekrümmten Umlenkbereichs der Luftzufuhrkammer in diesen mündet, und wobei die Unterdruckkammer und die Luftzufuhrkammer entlang eines Induktionsbereichs, der sich an die Sogöffnung bzw. an den Umlenkbereich nach oben anschließt, durch eine Wandung voneinander getrennt sind, die eine Mehrzahl einzelner Durchbrüche aufweist, die in Längsrichtung der Erfassungshaube aufeinander folgend angeordnet sind.
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Der Wirkungsweise der Erfindung liegt dabei folgendes Phänomen zugrunde: Die Zuluft, die die Luftzufuhrkammer von oben nach unten durchströmt, wird durch deren verjüngende Struktur beschleunigt und passiert die Wandung des Induktionsbereichs mit einer relativ hohen Strömungsgeschwindigkeit. Dadurch wird über die Durchbrüche in dieser Wandung ein Unterdruck in der angrenzenden Unterdruckkammer induziert, der über die Sogöffnung wiederum eine Sogwirkung in dem Umlenkbereich, in den die Sogöffnung mündet, bewirkt. Diese Mündung befindet sich am Innenradius, d.h. oberhalb des in eine in etwa horizontale Richtung umgelenkten Luftstromes. Dieser Luftstrom wird aufgrund der Sogöffnung also etwas "nach oben gezogen", so dass er mit einer stärkeren Steigung aus der Ausblasöffnung austritt, als dies ohne die erfindungsgemäße Luftzufuhrkammer mit dem Induktionsbereich und der Sogöffnung der Fall wäre.
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Konkret hat sich gezeigt, dass die Steigung des austretenden Luftstromes bei gleicher Geometrie der Luftzufuhrkammer und des Umlenkbereiches durch die Erfindung um etwa 10° bis 15° erhöht werden kann, was bereits zu einer merklichen Steigerung der Effizienz der Erfassungshaube führt, wenn dadurch die Strömungsrichtung eine zusätzliche Aufwärtskomponente erhält.
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Die Weite der Sogöffnung beträgt günstigerweise 20% bis 50% der Weite der Ausblasöffnung. Mit der Weite ist jeweils die Öffnungsweite senkrecht zur Längsrichtung der Erfassungshaube gemeint, wobei sich sowohl die Ausblasöffnung als auch die Sogöffnung schlitzförmig entlang dieser Längsrichtung erstrecken. Generell beziehen sich die Angaben zur Geometrie der Erfassungshaube auf eine Betrachtung im Querschnitt, sofern nicht explizit anders angegeben.
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Die absolute Weite der Öffnungen ist natürlich von der Dimensionierung der Erfassungshaube abhängig, wobei bei einer typischen Ausführung die Ausblasöffnung z.B. eine Weite von etwa 5 cm aufweisen kann, die Weite der Sogöffnung wäre dann entsprechend im Bereich von etwa 1 bis 2,5 cm.
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Die Wandung zwischen der Luftzufuhrkammer und der Unterdruckkammer in dem Induktionsbereich ist bevorzugt im Wesentlichen vertikal orientiert. Dies gilt ebenso für die gegenüber liegende Wandung der Luftzufuhrkammer, welche weiter unten in den Außenradius des gekrümmten Umlenkbereiches übergeht. Somit tritt die Zuluft vertikal nach unten in den Umlenkbereich ein.
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An den Induktionsbereich kann sich nach oben eine Wandung anschließen, die eine geneigte Begrenzung der sich nach unten verjüngenden Luftzufuhrkammer bildet. Der sich verjüngende Bereich endet dann also unmittelbar vor dem Induktionsbereich, so dass dort die maximale Strömungsgeschwindigkeit der Zuluft erreicht wird. Die geneigte Begrenzungswand der Luftzufuhrkammer trennt diese von der Unterdruckkammer, die zwischen der Luftzufuhrkammer und der Dunstkammer angeordnet ist.
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Die einzelnen Durchbrüche in dem Induktionsbereich, d.h. in der Wandung zwischen der Unterdruckkammer und der Luftzufuhrkammer in diesem Bereich, können verschiedene Formen aufweisen, wobei die Durchbrüche im Hinblick auf die Induktion eines Unterdrucks durch die vorbeiströmende Zuluft optimiert sein sollten.
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Als besonders günstig hat sich erwiesen, wenn die einzelnen Durchbrüche eine runde Form aufweisen. Die Durchbrüche können dabei insbesondere einen Durchmesser von 10 bis 20 mm aufweisen.
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Bei einer besonders bevorzugten Ausführungsform der Erfindung ist in der Luftzufuhrkammer oberhalb des Induktionsbereichs ein Strömungsbeschleunigungselement angeordnet, welches im Wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung der Zuluft orientiert ist und eine Vielzahl von Durchbrüchen aufweist. Dadurch wird der Strömungsquerschnitt der Luftzufuhrkammer reduziert und die Strömungsgeschwindigkeit im nachfolgenden Induktionsbereich erhöht, wodurch die Induktion eines Unterdrucks in der Unterdruckkammer noch effektiver wird. Die Form der Durchbrüche in dem Strömungsbeschleunigungselement kann im Prinzip relativ frei gewählt werden, wobei im einfachsten Fall runde Durchbrüche vorgesehen sind. Als Strömungsbeschleunigungselement kann insbesondere ein Lochblech eingesetzt werden.
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Günstigerweise ist das Strömungsbeschleunigungselement im Wesentlichen senkrecht zu der Wandung im Induktionsbereich orientiert. Typischerweise ist also das Strömungsbeschleunigungselement horizontal und die Wandung im Induktionsbereich vertikal angeordnet.
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Günstig ist es, wenn der gekrümmte Umlenkbereich im Bereich seines Außenradius eine abgerundete Wandung aufweist, die an der Ausblasöffnung mit einer Steigung endet, die mindestens so groß ist wie die gewünschte Steigung des aus der Ausblasöffnung austretenden Luftstroms. Eine solche Geometrie des Umlenkbereiches ist zwar wie oben beschrieben nicht ausreichend, um die gewünschte Steigung des Luftstroms tatsächlich zu erreichen, sie kann jedoch die Wirkung der erfindungsgemäßen Sogöffnung unterstützen.
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Die Erfassungshaube umfasst bevorzugt ferner ein Zuluftgebläse, durch das die Zuluft von oben in die Luftzufuhrkammer eingeblasen werden kann. Das Zuluftgebläse kann dabei am oberen Ende der Luftzufuhrkammer angeordnet sein oder weiter stromaufwärts über eine entsprechende Zuleitung angebunden. Es ist auch denkbar, dass bei größeren Anlagen mehrere Erfassungshauben durch ein Zuluftgebläse versorgt werden.
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Günstigerweise wird die in die Luftzufuhrkammer eingeblasene Zuluft von außerhalb des Raumes, in dem die Erfassungshaube installiert ist, zugeführt. Insbesondere handelt es sich dabei um untemperierte Außenluft, da dies energetisch günstiger ist, als die je nach Jahreszeit geheizte oder gekühlte Raumluft zu verwenden, die ja zumindest teilweise über die Absaugkammer entfernt und nach außen abgegeben wird.
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Im oberen Bereich der Luftzufuhrkammer kann eine Drosselklappe angeordnet sein, um die Menge an zugeführter Luft begrenzen zu können. Eine solche Begrenzung kann entsprechend der jeweils erforderlichen Absaugleistung der Erfassungshaube durchgeführt werden.
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Weiter bevorzugt umfasst die Erfassungshaube ferner ein Sauggebläse, durch das die Abluft von oben aus der Absaugkammer abgesaugt werden kann. Die abgesaugte Abluft kann in der Regel an die Umgebung abgegeben werden, da Öle und Fette, die typischerweise in Form von feinen Tröpfchen in der Abluft enthalten sind, sowie ggf. Feststoffpartikel weitgehend durch das Filter oder den Abscheider entfernt wurden. Als Filter werden in diesem Zusammenhang Materialien mit einer eher feinporigen Struktur bezeichnet (z.B. Metallgewebe oder Stahlwolle), als Abscheider hingegen Elemente mit einer definierten Geometrie, die eine gezielte Abscheidung insbesondere von Öl und Fetttröpfchen aus dem Abluftstrom ermöglichen. Geeignete Filter und Abscheider für Erfassungshauben sind aus dem Stand der Technik bekannt.
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Wie bereits eingangs erwähnt, ist die Dunstkammer nach unten zu der Kochstelle hin offen und verjüngt sich nach oben. Die Begrenzung der Dunstkammer kann dabei im Querschnitt insbesondere im Wesentlichen dreieckig oder trapezförmig sein. Am oberen, geschlossenen Ende der Dunstkammer kann insbesondere bei einer Trapezform eine Beleuchtungseinrichtung vorgesehen sein.
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Die Begrenzung der Dunstkammer zur Absaugkammer hin wird durch das Filter oder den Abscheider gebildet. Vorzugsweise ist das Filter oder der Abscheider um einen Winkel von 40° bis 70° gegenüber der Horizontalen geneigt.
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Die dem Filter oder Abscheider gegenüber liegende geneigte Begrenzung der Dunstkammer wird bevorzugt durch eine Wandung gebildet, welche die Dunstkammer von der Unterdruckkammer trennt. Diese Wandung kann insbesondere, wie auch die meisten anderen Bestandteile der Erfassungshaube, aus einem Edelstahlblech gebildet sein.
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Bei einer bevorzugten Ausführungsform umfasst die Wandung zwischen der Dunstkammer und der Unterdruckkammer einen oberen Abschnitt mit einer stärkeren Neigung und einen unteren Abschnitt mit einer geringeren Neigung, wobei letztere im Wesentlichen der gewünschten Steigung des aus der Ausblasöffnung austretenden Luftstroms entspricht. Dieser Wandungsabschnitt dient somit als Leitelement für den austretenden Luftstrom. In diesem Fall ist es bevorzugt, wenn der untere Abschnitt der Wandung um einen Winkel von 15° bis 30° gegenüber der Horizontalen geneigt ist.
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Der obere Abschnitt der Wandung zwischen der Dunstkammer und der Unterdruckkammer (bei Unterteilung in zwei Abschnitte) oder die Wandung insgesamt (bei einheitlicher Neigung) ist günstigerweise um einen Winkel von 40° bis 70° gegenüber der Horizontalen geneigt, also entsprechend der bevorzugten Neigung des Filters oder Abscheiders. Durch diesen steileren Winkel im Vergleich zum unteren Abschnitt der Wandung (falls ein solcher vorgesehen ist) wird die Dunstkammer vergrößert und die Unterdruckkammer verkleinert, was in der Regel vorteilhaft ist.
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Diese und weitere Vorteile der Erfindung werden anhand des nachfolgenden Ausführungsbeispiels unter Bezugnahme auf die Figuren näher erläutert.
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Es zeigen im Einzelnen:
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1: Eine perspektivische Darstellung einer erfindungsgemäßen Erfassungshaube;
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2: eine Querschnittsdarstellung der Erfassungshaube gemäß 1; und
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3: eine perspektivische Darstellung eines Teils der Erfassungshaube gemäß 1.
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Die 1 zeigt eine perspektivische Darstellung eines Ausführungsbeispiels einer erfindungsgemäßen Erfassungshaube, die als Ganzes mit 10 bezeichnet ist. Die Erfassungshaube 10 erstreckt sich in einer Längsrichtung, die sich näherungsweise senkrecht zur Zeichenebene erstreckt. Zur besseren Übersichtlichkeit ist in der 1 nur ein Abschnitt der Erfassungshaube 10 dargestellt.
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Die Erfassungshaube 10 umfasst eine zentral angeordnete Dunstkammer 12, die nach unten offen ist und sich nach oben verjüngt. Beiderseits der Dunstkammer 12 sind eine Absaugkammer 14 und eine Luftzufuhrkammer 16 angeordnet, wobei die Absaugkammer 14 durch einen Abscheider 18 von der Dunstkammer 12 getrennt ist und zwischen der Dunstkammer 12 und der Luftzufuhrkammer 16 eine Unterdruckkammer 20 angeordnet ist. Die Dunstkammer 12, Absaugkammer 14, Luftzufuhrkammer 16 und Unterdruckkammer 20 erstrecken sich horizontal und zueinander parallel in Längsrichtung.
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Die Erfassungshaube 10 wird oberhalb einer Kochstelle und sonstigen Einrichtung, bei der eine zu erfassende Abluft gebildet wird, installiert, wobei die Abluft in die Dunstkammer 12 aufsteigt. Von dort tritt sie durch den Abscheider 18 in die Absaugkammer 14 über und wird mittels eines Absauggebläses, das in der Figur nicht dargestellt ist, durch die am oberen Ende der Absaugkammer 14 angeordnete Absaugöffnung 22 entfernt. Der Abscheider 18 entfernt Verunreinigungen, insbesondere Öl- und Fetttröpfchen sowie ggf. Feststoffpartikel aus der Abluft, die in Richtung des unteren Endes der Absaugkammer 14 absinken und sich dort sammeln.
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In die Luftzufuhrkammer 16 wird von oben mittels eines nicht dargestellten Zuluftgebläses eine Zuluft eingeblasen, wobei es sich insbesondere um untemperierte Außenluft handelt. Zur Regelung der zugeführten Luftmenge ist am oberen Ende der Luftzufuhrkammer eine Drosselklappe 24 angeordnet. Die Zuluft strömt in der Luftzufuhrkammer 16 nach unten, wobei sie durch die sich verjüngende Form beschleunigt wird.
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Die Luftzufuhrkammer 16 geht an ihrem unteren Ende in einen gekrümmten Umlenkbereich 26 über, der schließlich in eine Ausblasöffnung 28 mündet. Der Umlenkbereich 26 weist im Bereich seines Außenradius eine abgerundete Wandung 30 auf, die an der Ausblasöffnung 28 mit einer positiven Steigung endet. Der aus der Ausblasöffnung austretende Luftstrom durchquert die Dunstkammer 12 in Richtung des Abscheiders 18, wodurch die Erfassung der von unten aufsteigenden Abluft und deren Durchtritt in die Absaugkammer 14 wesentlich verbessert wird.
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Die Unterdruckkammer 20 der erfindungsgemäßen Erfassungshaube 10 ist mit Ausnahme einer Sogöffnung 32, die im Bereich des Innenradius des gekrümmten Umlenkbereichs 26 in diesen mündet, allseitig geschlossen (die stirnseitigen Begrenzungen sämtlicher Kammern sind in der 1 nicht dargestellt). Von der Luftzufuhrkammer 16 ist die Unterdruckkammer 20 durch eine Wandung 34 getrennt, die eine geneigte Begrenzung der sich verjüngenden Luftzufuhrkammer 16 bildet. Die Wandung zwischen der Unterdruckkammer 20 und der Dunstkammer 12 umfasst einen oberen Abschnitt 36 und einen unteren Abschnitt 38, wobei der untere Abschnitt 38 eine geringere Neigung (in Bezug auf die Horizontale) aufweist, welche im Wesentlichen der gewünschten Steigung des aus der Ausblasöffnung 28 austretenden Luftstroms entspricht.
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Die Steigung des die Ausblasöffnung 28 verlassenden Luftstroms wird dabei durch die erfindungsgemäßen Merkmale der Erfassungshaube 10 erhöht, indem der Luftstrom im Umlenkbereich 26 aufgrund des Unterdrucks in der Unterdruckkammer 20 in Richtung der Sogöffnung 32 "nach oben gezogen" wird. Dieser Unterdruck entsteht durch einen Induktionsbereich 40, wobei entlang dieses Induktionsbereichs 40 die Unterdruckkammer 20 und die Luftzufuhrkammer 16 durch eine Wandung 42 voneinander getrennt sind, die eine Mehrzahl einzelner Durchbrüche 44 aufweist, die in Längsrichtung der Erfassungshaube 10 aufeinander folgend angeordnet sind und eine runde Form aufweisen. Der Induktionsbereich 40 ist unmittelbar oberhalb des Umlenkbereichs 26 und unterhalb des sich verjüngenden Bereichs der Luftzufuhrkammer 16 angeordnet, so dass die Strömungsgeschwindigkeit der Zuluft im Induktionsbereich 40 am größten ist.
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Die Strömungsgeschwindigkeit der Zuluft im Induktionsbereich 40 wird zusätzlich verstärkt durch ein Strömungsbeschleunigungselement 46, welches oberhalb des Induktionsbereichs 40 angeordnet ist. Das Strömungsbeschleunigungselement 46 weist eine Vielzahl von Durchbrüchen auf, wobei es sich in diesem Beispiel um ein Lochblech handelt. Dabei ist das Strömungsbeschleunigungselement horizontal und die Wandung 42 im Induktionsbereich 40 vertikal orientiert.
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Die 2 zeigt die Erfassungshaube gemäß der 1 in einer Querschnittsdarstellung. Die Richtung des aus der Ausblasöffnung 28 austretenden Luftstroms, die bei dem gezeigten Ausführungsbeispiel erreicht wird, ist durch einen durchgezogenen Pfeil dargestellt. Der Luftstrom verläuft mit einer Steigung von ca. 6° gegenüber der Horizontalen (gepunktete Linie) schräg nach oben, und durch diese Aufwärtskomponente der Strömung wird eine sehr effektive Erfassung der Abluft erreicht. Demgegenüber zeigt ein gestrichelter Pfeil die Richtung des Luftstroms an, die ohne die erfindungsgemäßen Merkmale bei einer entsprechenden Erfassungshaube erreicht würde, d.h. wenn z.B. die Sogöffnung 32 und die Durchbrüche 44 in der Wandung 42 des Induktionsbereichs 40 geschlossen wären. In diesem Fall würde der Luftstrom gegenüber der Horizontalen sogar leicht abfallen.
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Die 3 zeigt einen Teil der Erfassungshaube 10 aus einer anderen Perspektive, wobei insbesondere die Gestaltung des Induktionsbereichs 40 und der Sogöffnung 32 besser zu erkennen sind. Die Sogöffnung 32 hat bei diesem Ausführungsbeispiel eine Weite von ca. 2 cm, wobei die Weite der Ausblasöffnung 28 ca. 6 cm beträgt. Die Durchbrüche 44 in der Wandung 42 des Induktionsbereichs 40 haben jeweils einen Durchmesser von ca. 15 mm. Die Durchbrüche in dem Strömungsbeschleunigungselement 46 haben einen Durchmesser von ca. 5 mm. Es versteht sich, dass diese Maße lediglich beispielhaft sind und je nach Dimensionierung und Gestaltung der Erfassungshaube entsprechend angepasst werden können.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Erfassungshaube
- 12
- Dunstkammer
- 14
- Absaugkammer
- 16
- Luftzufuhrkammer
- 18
- Abscheider
- 20
- Unterdruckkammer
- 22
- Absaugöffnung
- 24
- Drosselklappe
- 26
- Umlenkbereich
- 28
- Ausblasöffnung
- 30
- abgerundete Wandung von 26
- 32
- Sogöffnung
- 34
- Wandung
- 36
- oberer Abschnitt
- 38
- unterer Abschnitt
- 40
- Induktionsbereich
- 42
- Wandung von 40
- 44
- Durchbrüche von 42
- 46
- Strömungsbeschleunigungselement
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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