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Beschreibung:
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren und eine Vorrichtung zum Ventilieren
und Reinigen von Luft, z.B. Fett oder Rauch enthaltende Luft, wie sie bei Kochherden
in Gaststätten oder anderen kommerziellen Küchen anfällt. Insbesondere bezieht sich
die Erfindung auf ein Verfahren und ein Luftreinigungsgerät, bei dem Luft, die Fett,
wertvolle Metalle, Asche, Rauch oder andere Verbrennungsgase oder Dämpfe und/oder
Wärme enthält, durch mehrere kontinuierliche, chemisch behandelte Wasservorhänge
gedrückt wird, die den Schmutz und/oder die Wärme aus der Luft entfernen, worauf
der Schmutz anschließend durch ein internes Wasserreinigungssystem, das unabhängig
von den Wasservorhängen gespeist wird, aus dem Luftreinigungsgerät entfernt wird.
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Das Ventilieren von Rauch, Fett, Dampf und/oder Wärme, wie dies beim
Braten von Speisen in einer Gaststätte, kommerziellen Küche oder in industriellen
Betrieben anfällt, erfordert ein Ventilationsgerät zum Ausfiltrieren oder anderweitigen
Entfernen des Schmutzes sowie überschüssiger Wärme aus der Luft, ehe die Luft an
die Atmosphäre abgegeben wird, um eine Verschmutzung der Atmosphäre zu vermeiden.
Das Ventilieren solcher Luft erfolgt während mehrerer Stunden am Tag, was wiederum
eine hohe Wirtschaftlichkeit des Luftreinigungsgerätes erfordert.
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Durch die Erfindung sollen daher ein Verfahren und eine Vorrichtung
zum Ventilieren von Luft angegeben werden, bei denen gleichzeitig Fett, Rauch, Dämpfe
oder andere Verschmutzungen bzw. Wärme ausgesondert werden, wobei das Verfahren
und die Vorrichtung wirtschaftlich
und von hoher Praktikabilität
sein sollen. Die Erfindung sowie vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind
in den Ansprüchen angegeben.
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Gemäß der Erfindung wird die Luft zum Entfernen von Verschmutzungen
dadurch gereinigt, daß Wasservorhänge aus umlaufendem Wasser verwendet werden. Hierbei
werden interne Luftleitvorrichtungen verwendet, die die Einlaßluft nacheinander
durch mehrere quer verlaufende, feste, d.h. kontinuierliche Wasservorhänge leiten.
Bei dem erfindungsgemäßen Luftreinigungsgerät wird ein spezieller Teil des Wassers
dazu benutzt, um nacheinander einen oberen Wasservorhang und dann einen unteren
Wasservorhang zu bilden, und die Einlaßluft wird nacheinander zunächst durch den
unteren Wasservorhang und dann durch den oberen Wasservorhang geleitet, so daß die
anfängliche Reinigung der Einlaßluft durch einen Teil des Wassers erfolgt, der gerade
vorher die Schlußreinigung der Einlaßluft bewirkte; hierdurch wird der Reinigungseffekt
der beiden Wasservorhänge optimiert Das erfindungsgemäß ausgebildete Luftreinigungsgerät
ist vorzugsweise mit einer Einrichtung zum Entfernen-von Schmutz oder anderen ausgeschiedenen
Fremdkörpern aus dem Inneren des Luftreinigungsgerätes versehen.
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Anhand der Zeichnungen wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung
erläutert. Es zeigt: Fig. 1 einen Längsschnitt einer erfindungsgemäß ausgebildeten
Vorrichtung; Fig. 2 einen Querschnitt entlang der Linie 2-2 in Fig. 1; Fig. 3 einen
Querschnitt entlang der Linie 3-3 in Fig. 1; Fig. 4 eine etwas schematische Darstellung
der Rohrleitungen
zum Herstellen von Wasservorhängen sowie der Ableitungen
für das Reinigungsmedium; Fig. 5 eine etwas schematische Darstellung der Zuleitungen
zum Zuführen des Reinigungsmittels.
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Das in den Zeichnungen dargestellte Luftreinigungsgerät 1 besitzt
ein Gehäuse 2 in Form eines rechteckigen Parallelepipeds, einen Lufteinlaß 4, eine
untere Strömungsleitvorrichtung 6, obere Strömungsleitvorrichtungen 8 und 10 sowie
einen Luftauslaß 12. Ferner ist eine Wasserreinigungsvorrichtung 14 zum Reinigen
der Innenflächen des Luftreinigungsgerätes 1 vorgesehen.
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Das Gehäuse 2 dient einerseits zur Aufnahme des im Luftreinigungsgerät
zu filtrierenden Luftvolumens und andererseits zur Abstützung der verschiedenen
Innenteile sowie des Luftauslasses 12. Das Gehäuse 12 ist mit Seitenwänden 16,18,20
und 22, einer Bodenwand 24 mit einer rechteckigen Einlaßöffnung 26 und einer Deckenwand
28 mit einer kreisförmigen Luftauslaßöffnung 30 versehen. Die Deckenwand 28 weist
einen zylindrisch geformten Abschnitt 32 auf, der einen Gehäuseteil 34 abstützt,
während die Seitenwand 22 einen rechteckigen Abschnitt 25 besitzt, der entfernt
werden kann, um das Innere des Gehäuses 2 zu Wartungszwecken od.dgl. zugänglich
zu machen. Die Wände des Gehäuses 2 können mit einer Isolierung versehen sein, um
zur Geräuschdämpfung beizutragen sowie das Gehäuseinnere in einem heißen oder kalten
Klima auf einer Betriebstemperatur zu halten. Selbstverständlich kann in einem kalten
Klima auch eine Innenheizung oder eine Emersionsheizung verwendet werden.
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Fluchtend zu der Lufteinlaßöffnung 26 ist ein Einlaßkanal 36 vorgesehen,
der
einen rechteckigen Querschnitt haben kann und der die zu reinigende Luft der Lufteinlaßöffnung
26 und somit dem Gehäuseinneren zuführt. So kann der Lufteinlaßkanal 36 mit der
Abluftleitung einer Dunstabzugshaube eines Küchenherdes od.dgl. verbunden sein.
Ein zweiter Lufteinlaßkanal 38 erstreckt sich nach oben in das Gehäuse 2 und fluchtet
mit der Lufteinlaßöffnung 26 und steht mit dieser in Verbindung; der Lufteinlaßkanal
38 hat ebenfalls eine rechteckigen Querschnitt und besitzt Randabschnitte 40, die
an der Bodenwand 24 um den Umfang der Lufteinlaßöffnung 26 herum abgedichtet anliegen.
Oberhalb des Lufteinlaßkanales 38 befindet sich die untere Luftleitvorrichtung 6,
die der nach oben strömenden Luft im wesentlichen entgegengerichtet ist; der Luftstrom
ist in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet. Die Luftleitvorrichtung 6 hat die Form eines
länglichen Kappenelementes von V-förmigem Querschnitt mit nach unten verlaufenden
Schenkeln 42 und 44 sowie quer verlaufenden Stirnwänden 46 und 48, die sich in stirnseitiger
Anlage zu den Seitenwänden 50 und 52 des Lufteinlaßkanals 36 befinden. Zwei Gitter
54 und 56 sind an den unteren Randabschnitten der Schenkel 42 und 44 befestigt und
erstrecken sich von da nach unten zu einem Wasservorrat 58, der durch die unteren
Abschnitt der Seitenwände 16, 18,20 und 22 sowie die Bodenwand 24 des Gehäuses 2
und die Seitenwände 50,52 und 60,62 des Lufteinlaßkanals 38 begrenzt ist. Die Git
ter 54 und 56 dienen dazu, das Entstehen eines homogenen Wasservorhangs quer zum
Luftstrom zu erleichtern, und sie können aus Nylon, Kunststoff oder einem anderen
geeigneten Material hergestellt sein.
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Die Gitter 54 und 56 haben jeweils eine poröse Struktur, damit Luft
hindurchströmen kann. Die genaue Form oder Anzahl der Öffnungen in jedem Gitter
54,56 ist nicht kritisch; jedes Gitter muß jedoch mehrere öffnungen einer Größe
haben, die klein genug ist, um ein Zerreißen
eines daran herunterfließenden
Wasservorhanges zu vermeiden, und die Anzahl der Öffnungen muß groß genug sein,
um ein hohes Luftvolumen hindurchströmen zu lassen. Geeignet sind z.B. Löcher von
einem halben Quadratzoll.
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Die beiden oberen Strömungsleitvorrichtungen 8 und 10, die länglich
und symmetrisch ausgebildet sind sowie sich zwischen den Seitenwänden 18 und 22
erstrecken, sind der nach oben strömenden Einlaßluft entgegen gerichtet, die nahe
den Seitenwänden 16 und 20 sowie zwischen der Seitenwand 16 und dem Schenkel 42
der unteren Strömungsleitvorrichtung 6 sowie der Seitenwand 20 und dem Schenkel
44 der unteren Strömungsleitvorrichtung 6 strömt. Wie am besten aus Fig.1 hervorgeht,
besitzen die oberen Strömungsleitvorrichtungen 8 und 10 einen V-förmigen Querschnitt
mit jeweils nach innen gerichtetem Apex 64 bzw. 66. Die Strömungsleitvorrichtung
8 besitzt somit eine Wand 68, die sich von der Seitenwand 16 des Gehäuses 2 nach
innen und unten erstreckt und daran befestigt ist, sowie eine Wand 70, die sich
von einem unteren Abschnitt der Seitenwand 16 horizontal nach innen und nach oben
zum Apex 64 erstreckt. Die obere Strömungsleitvorrichtung 10 hat einen entsprechenden
Aufbau und ist mit Wänden 72 und 74 versehen, die an dem Apex 66 miteinander verbunden
sind und sich von der Seitenwand 20 des Gehäuses 2 nach innen erstrecken. Von jedem
Apex 64 und 66 erstrecken sich entsprechende Gitter 76 und 78 nach unten; die unteren
Ränder der Gitter 76 und 78 liegen an den Abschnitten 43 und 45 des Kappenelementes
der unteren Strömungsleitvorrichtung 6 an. Die oberen Gitter 76 und 78 haben den
gleichen Zweck wie die unteren Gitter 54,56 und können den gleichen Aufbau haben.
Es hat sich jedoch als wünschenswert herausgestellt, jedes der Gitter 76 und 78
gegenüber der Vertikalen
geringfügig, z.B. 100 bis 150, zu neigen,
wobei sich der Boden jedes Gitters gegenüber der Oberseite nach innen versetzt ist,
wie in Fig. 1 dargestellt.
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Die Einlaßluft wird durch das Gehäuse 2 gesaugt und durch den Auslaß
12 an die Atmosphäre abgegeben; der Auslaß 12 enthält ein Abzugsgeläse 80 mit einer
Welle 82, die in herkömmlicher Weise über einen Antriebsriemen 84 von einem Motor
86 angetrieben wird.
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Es ist ein Wasserumlaufsystem mit einer Pumpe 88 (z.B. einer Tauchpumpe)
vorgesehen, um einen kontinuierlichen Strom von Wasser an den unteren Gittern 54,56
und den oberen Gittern 76,78 vorbei zu erzeugen; die Pumpe 88 saugt Wasser aus dem
Vorrat 58 an und führt es über Verbindungsleitungen 90 und 92 horizontal angeordneten
Rohren 94 und 96 zu. Jedes Rohr 94 und 96 ist mit mehreren beabstandeten Düsen 98
versehen, die Wasser relativ gleichmäßig über den Wänden 68 und 72 der oberen Strömungsleitvorrichtungen
8 und 10 verteilen. Dem Wasservorrat 58 ist eine Schwimmersteuerung 100 zugeordnet,
die dem Vorrat 58 Ersatzlösung zuführt, wenn der Wasserpegel des Vorrats 58 unter
ein bestimmtes Niveau fällt. Eine Benetzungsmittel-Zuführvorrichtung 102 und eine
Hypochlorinator-Zuführvorrichtung 104 setzen dem durch die Schwimmersteuerung 100
gesteuerten Ersatzwasser ein Benetzungsmittel und ein Hypochloriermittel zu. Ein
Uberströmrohr 89 dient zum Abziehen von Wasser aus dem Vorrat 58, wenn das Wasser
ein bestimmtes Wasserniveau überschreitet. Um gelegentlich das gesamte Wasser aus
dem Vorrat 58 abzuziehen, steht ein Abzugsrohr 106 mit dem Vorrat 58 in Verbindung;
wenn ein Ventil 109 in die öffnungsstellung gedreht worden ist, zieht das Abzugsrohr
106 das gesamte Wasser im Vorrat 58 über
einen Schmutzabfluß 108
und einen Fettabscheider 110 herkömmlicher Bauart ab.
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Die Wasserreinigungsvorrichtung 14, die in periodischen Abständen
die Innenflächen des Reinigungsgerätes reinigt, benutzt ein getrenntes Wasserzuführungssystem.
So befinden sich zwei Sprühdüsen 112 und 114 im Gehäuse 2 oberhalb der Strömungsleitvorrichtungen
8 und 10 jede Sprühdüse 112 und 114 ist über eine Leitung 116 an einer Hochdruck-Wasserquelle
angeschlossen, um auf Wunsch die Innenflächen des Luftreinigungsgerätes 1 zu reinigen.
Eine automatische Detergenz-Zuführvorrichtung 118 ist an der Leitung 116 angeschlossen,
um eine Detergenzlösung in das durch die Leitung 116 strömende Wasser einzuführen,
damit die Düsen 112 und 114 mit einer geeigneten Reinigungslösung versorgt werden.
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Es wird nun die Betriebsweise des Luftreinigungsgerätes 1 beschrieben.
Das Luftreinigungsgerät 1 wird so montiert, daß es mit einer Quelle verschmutzter
Luft wie z.B. der Abzugsleitung einer Küchen-Dunstabzugshaube in Verbindung steht.
Das beschriebene Ausführungsbeispiel ist in besonderer Weise geeignet, wie herkömmliche
Entlüftungsgebläse oder andere handelsübliche Ventilationsgeräte auf einem Dach
montiert zu werden, und es werden entsprechende Leitungen vorgesehen, die die verschmutzte
Luft der Reinigungsvorrichtung zuführen.
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Im Betrieb wird Luft von dem im Auslaß 12 vorgesehenen Gebläse nach
oben in das Gehäuse 2 durch den Einlaßkanal 38 angesaugt; anschließend wird sie
durch einen der von den Gittern 54 und 56 gebildeten unteren Wasservorhänge gesaugt,
dann durch einen der von den Gittern
70 und 74 gebildeten oberen
Wasservorhängen und anschließend durch das Abzugsgebläse 80 an die Atmosphäre abgegeben.
Der Luftstrom ist in Fig. 1 durch Pfeile angedeutet. Die Einlaßluft tritt demnach
aus dem oberen Ende des Lufteinlaßkanals 38 in aufwärtiger Richtung aus und wird
von der unteren Strömungsleitvorrichtung 6 zweigeteilt und nach außen sowie unten
umgelenkt, so daß sie durch den einen oder anderen kontinuierlichen Wasservorhang
auf den Gittern 54 und 56 hindurchströmt. Jeder Zweig des zweigeteilten Luftstromes
wird dann nach oben gezogen und von einer der oberen Strömungsleitvorrichtung 8
bzw. 10 nach innen abgelenkt; diese Strömungsleitvorrichtung lenkt den entsprechenden
Zweig des Luftstroms durch einen der oberen Wasservorhänge auf den Gittern 76 und
78, worauf sich die Zweige des Luftstromes vereinigen und vom Abzugsgebläse 80 nach
oben in die Atmosphäre ausgetragen werden.
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Die oberen und unteren Wasservorhänge werden in der folgenden Weise
erzeugt. Die Pumpe 88 pumpt Wasser vom Vorrat 52 durch die Leitungen 90,92 zu den
horizontal angeordneten Verteilerrohren 94,96, deren Düsen 98 einen gleichmäßigen
Wasservorhang erzeugen, der über der gesamten Breite der Oberfläche der Wände 68
und 72 nach innen und unten strömt. Das Wasser strömt über die Apizes 64 und 66
und entlang der Gitter 76 bzw. 78 nach unten, wodurch die den Gittern zugehörigen
oberen Wasservorhänge gebildet werden. Wenn das Wasser die untere Strömungsleitvorrichtung
6 erreicht, strömt es nach unten und wird durch die Neigung der Abschnitte 43 und
45 der unteren Strömungsleitvorrichtung 6 nach außen gelenkt, und es strömt entlang
der sich nach unten erstreckenden Schenkel 42 und 44 zu den unteren Gittern 54,56,
wodurch die diesen zugeordneten unteren Wasservorhänge gebildet werden; hierauf
kehrt es zum Wasservorrat
58 zurück. Die Gitter müssen richtig
nivelliert werden, um sicherzustellen, daß ein homogener Wasservorhang auf jedem
Gitter gebildet wird. Ein Verfahren, um die Gitter zu nivellieren, besteht darin,
das gesamte Gerät zu nivellieren. Ein anderes Verfahren besteht darin, die oberen
und unteren Strömungsleitvorrichtungen so zu montieren, daß jede einzeln verstellt
werden kann und durch ihre Bewegung relativ zum Gehäuse 2 nivelliert wird. Jeder
quer verlaufende und unzerrissene Wasservorhang wäscht die durchströmende Luft,
wodurch Fett oder andere Dampfpartikel gekühlt und entfernt werden und vom Wasser
in den Vorrat 58 transportiert werden. Die Wasservorhänge und die Einlaßluft werden
in umgekehrter Reihenfolge miteinander in Berührung gebracht, d.h., die Luft wird
anfangs durch einen unteren Wasservorhang geführt, der bereits dazu benutzt wurde,
um Verschmutzungen aus der Luft zu entfernen, die durch den unteren Wasservorhang
hindurchgelangt ist. Das reinere Wasser wird somit dazu benutzt, um die Luft zu
reinigen, wodurch der Reinigungseffekt optimiert wird. Ferner ist darauf hinzuweisen,
daß die Pumpe 88 relativ sauberes Wasser vom Boden des Vorrats 58 ansaugt, da Fett
und andere Verschmutzungen im allgemeinen leichter sind als Wasser und daher auf
der Oberseite des Vorrats 58 schwimmen.
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Nachdem das Reinigungsgerät 1 eine ausreichende Zeitdauer im Betrieb
war, so daß der Vorrat 58 und/oder die Innenflächen des Gehäuses 2 erheblich verschmutzt
sind, geht man wie folgt vor. Hierbei sei erwähnt, daß das im folgenden beschriebene
Verfahren durch handelsübliche Steuerungen in automatischer Folge durchgeführt werden
kann. Somit wird die Betriebsweise des Motors 86, der mit dem Abzugsgebläse 80 verbunden
ist, periodisch unterbrochen, um die
aufwärts gerichtete Bewegung
der Luft durch das Gehäuse 2 zu unterbinden. Um sämtliches Wasser einschließlich
der im Wasser enthaltenen bzw. auf dem Wasser schwimmenden Verschmutzungen aus dem
Vorrat 58 abzuziehen, wird das Ventil 109 der Abzugsleitung 106 in seine Öffnungsstellung
verstellt, während gleichzeitig das Ventil 113 in der Kaltwasser-Zuführungsleitung
in seine Schließstellung verstellt wird. Nach ungefähr fünf Minuten, bei offenem
Ventil 109, wird ein Reinigungszyklus dadurch eingeleitet, daß ein Ventil 121 in
einer Warmwasser-Zuführleitung und gleichzeitig ein Detergenz-Ventil 119 geöffnet
werden, so daß ein Detergenz von der Zuführungs vorrichtung 118 zugeführt wird.
Nach drei oder vier Minuten wird das Detergenz-Ventil 119 geschlossen, und ein Spülzyklus
beginnt und hält weitere drei oder vier Minuten an. Dies vervollständigt den Reinigungszyklus,
und dann wird nacheinander das Ventil 120 geschlossen, um die Warmwasserzufuhr zu
unterbinden, das Ventil 109 wird geschlossen und das Kaltwasser-Ventil 113 wird
geöffnet, um den Vorrat 58 über die Leitung 99 zu füllen. Gleichzeitig mit dem Ventil
113 werden die Ventile 101 und 103 geöffnet, um das Hypochloriermittel von der Zuführungsvorrichtung
102 und das Benetzungsmittel von der Zuführungsvorrichtung 104 zuzuführen. Nachdem
das gewünschte Niveau erreicht ist, unterbricht die Schwimmersteuerung 100 die Wasserzufuhr
zum Vorrat 58. Schließlich werden die Pumpe 88 und der Auslaß 12 in Betrieb gesetzt.
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Wenn auch die Zuführung des Detergenz, des Hypochloriermittel und
des Benetzungsmittels schematisch durch Ventile dargestellt ist, können auch Pumpvorrichtungen,
die ein- und ausgeschaltet werden, in Verbindung mit dem erfindungsgemäß ausgebildeten
Reinigungsgerät verwendet werden. Rückschlagventile, wie sie durch die
Buchstaben
CK in den Zeichnungen angedeutet sind, oder andere Einweg-Strömungsvorrichtungen
wie z.B. die bei 111 gezeigte können entsprechend den üblichen Installationsvorschriften
oder Bauauflagen verwendet werden.
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Außerdem können manuelle Schalter zur Übersteuerung der automatischen
Steuerungen benutzt werden, so daß die Betriebszyklen auf einer manuell wählbaren
Basis eingeleitet und beendet werden können.
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Ferner können manuelle oder automatische Mittel vorgesehen werden,
um das Abzugsgebläse 12 abzuschalten und eine Warmwasserströmung durch die Leitung
116 herbeizuführen, um zur Feuerbekämpfung durch die Düsen 112 und 114 einen Wassersprühregen
zu erzeugen.