EP3334942A1 - Dunstabzugsvorrichtung mit diagonalventilator - Google Patents

Dunstabzugsvorrichtung mit diagonalventilator

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EP3334942A1
EP3334942A1 EP17719544.3A EP17719544A EP3334942A1 EP 3334942 A1 EP3334942 A1 EP 3334942A1 EP 17719544 A EP17719544 A EP 17719544A EP 3334942 A1 EP3334942 A1 EP 3334942A1
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flow channel
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EP17719544.3A
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Daniel Gebert
Jens Müller
Oliver Haaf
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Ebm Papst Mulfingen GmbH and Co KG
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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Dunstabzugsvorrichtung mit einem Ansaugbereich (2), einem sich in Strömungsrichtung an den Ansaugbereich (2) anschließenden und strömungsverbundenen Strömungskanal (3) sowie einer Auslassöffnung (4), wobei eine Ansaugbereichsquerschnittsfläche größer ist als eine Strömungskanalquerschnittsfläche und eine Auslassöffnungsquerschnittsfläche kleiner ist als die Strömungskanalquerschnittsfläche, wobei in dem Strömungskanal (3) ein Diagonalventilator (5) mit einem axialen Einlass (6) und einem axialen Auslass (7) angeordnet ist, der im Betrieb über den axialen Einlass (6) Luft axial aus dem Strömungskanal (3) ansaugt und axial über den axialen Auslass (7) in die mit dem Auslass (7) strömungsverbundene Auslassöffnung (4) ausbläst.

Description

Dunstabzugsvorrichtung mit Diagonalventilator
Beschreibung:
Die Erfindung betrifft eine Dunstabzugsvorrichtung mit einem Ansaugbereich sowie einem sich in Strömungsrichtung an den Ansaugbereich anschließenden und strömungsverbundenen Strömungskanal, der eine Auslassöffnung zum Ausblasen der abgesaugten Luft aufweist. An die Auslassöffnung schließt sich üblicherweise ein Rohr an, das in einen Bereich außerhalb des Gebäudes geführt werden kann.
Dunstabzugsvorrichtungen mit einem Ansaugbereich, in dem zumeist Fettfilter integriert sind, und einem sich daran anschließenden Strömungskanal sind aus dem Stand der Technik bekannt. Dabei werden zur Ansaugung her- kömmlicherweise doppelflutige vorwärts gekrümmte Radialventilatoren eingesetzt. Der Energieverbrauch sowie, je nach Ausführung, die Geräuschbildung der Dunstabzugsvorrichtungen sind bei einem derartigen Aufbau jedoch hoch. Der für den Ventilator zur Verfügung stehende Einbauraum ist durch den zumeist auch aus designgründen schmalen Strömungskanal äußerst be- grenzt. Der großflächige Ansaugbereich überdeckt in der Praxis den unter der Dunstabzugsvorrichtung liegenden Herd. Die über den Ansaugbereich angesaugte Luft wird in den deutlich schmaleren Strömungskanal kanalisiert, so dass ein wesentlicher Anteil der Strömung aus dem Ansaugbereich seitlich in den Strömungskanal eintritt und dabei das erste Mal in eine Axialrich- tung, d.h. in Mittenrichtung des Abzugkanals umgelenkt wird. Der Radialventilator saugt Luft radial aus dem Strömungskanal an und bläst sie axial aus. Hierbei wird die Luft zum zweiten Mal im rechten Winkel umgelenkt. Jede Umlenkung des Luftvolumenstromes resultiert in weiteren Druckverlusten und damit einem verringerten Wirkungsgrad, da die Ventilatorleistung ange- passt werden muss. Zudem wird aufgrund des beengten Bauraums die Luft strömungstechnisch ungünstig aus radialer Richtung in einem nahe an die Strömungskanalwand angrenzenden Bereich angesaugt. Aufgrund der beengten Platzverhältnisse wird die Luft beim radialen Einsaugen zusätzlich beschleunigt. Durch die am Eingang zum Radialgebläse erfolgte 90°- Umlenkung ergeben sich deutliche Druckverluste.
Der Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrunde, eine Dunstabzugsvorrichtung bereit zu stellen, die bei gleicher Abzugsleistung eine geringere Leistungsaufnahme und optional reduzierte Geräuschbildung gewährleistet.
Diese Aufgaben werden durch die Merkmalskombinationen gemäß der Pa- tentansprüche 1 und 14 gelöst.
Erfindungsgemäß wird eine Dunstabzugsvorrichtung mit einem Ansaugbereich, einem sich in Strömungsrichtung an den Ansaugbereich anschließenden und strömungsverbundenen Strömungskanal sowie einer Auslassöff- nung vorgeschlagen, wobei eine Ansaugbereichsquerschnittsfläche größer als eine Strömungskanalquerschnittsfläche und eine
Auslassöffnungsquerschnittsfläche kleiner als die
Strömungskanalquerschnittsfläche ist. In dem Strömungskanal ist ein Diago- nalventilator mit einem axialen Einlass und einem axialen Auslass angeordnet, der im Betrieb über den axialen Einlass Luft axial aus dem Strömungskanal ansaugt und axial über den axialen Auslass in die mit dem Auslass strömungsverbundene Auslassöffnung ausbläst.
Aus der Verwendung des Diagonalventilators im Strömungskanal ergibt sich in vorteilhafter Weise eine Reduktion des Druckverlusts gegenüber herkömmlich eingesetzten Radialventilatoren von 40 - 60%. Umlenkverluste sowie die Leistungsaufnahme werden entsprechend verringert. Zudem reduziert sich die Geräuschbildung, da die einmal im Strömungskanal eingetretene Strömung bis zum Auslass keine weitere Richtungsänderung erfährt. Die vorteilhafte Strömungsführung in der Dunstabzugsvorrichtung ist durch den Diagonalventilator mit axialem Einlass und axialem Auslass ermöglicht.
In einer Ausführungsvariante ist vorgesehen, dass eine
Auslassquerschnittsfläche des Diagonalventilators der
Auslassöffnungsquerschnittsfläche entspricht. Dabei wird der Diagonalventi- lator mit seinem Auslass insbesondere unmittelbar an der Auslassöffnung montiert, um einen bündigen Übergang zwischen Auslass am Ventilator und Auslassöffnung am Strömungskanal bereit zu stellen. In der Praxis erfolgt der Anschluss des Diagonalventilators häufig unmittelbar an ein an die Auslassöffnung angeschlossenes Rohr. In einem Ausführungsbeispiel ist die Ansaugquerschnittsfläche um einen Faktor 2 bis 20, bevorzugt 3 bis 10, weiter bevorzugt 4 bis 6 größer als die Strömungskanalquerschnittsfläche. In der Praxis vielfach realisierte
Querschnittsgrößen des Strömungskanals liegen z.B. bei 240mm x 240mm. Auslassöffnungen sind in der Praxis meist auf einen (Rohr-)Durchmesser von 150mm festgelegt.
In einer vorteilhaften Ausführung der Dunstabzugsvorrichtung weist der Diagonalventilator ein Diagonallüfterrad mit umlaufender Deckscheibe auf. Die Deckscheibe wird dabei auf dem Diagonallüfterrad auf der zum Einlass weisenden Seite angeordnet und überdeckt die sonst freien axialen
Ventilatorschaufelkanten. In einem zum Einlass gerichteten Abschnitt verläuft die Deckscheibe parallel zu einer axialen Mittellinie gelöst von den
Ventilatorschaufeln. Ferner ist eine Weiterbildung der Erfindung günstig, bei der an dem Diagonalventilator eine den axialen Einlass bestimmende Einlassdüse mit sich in axialer Strömungsrichtung verringernder Strömungsquerschnittsfläche angeordnet ist. Vorteilhaft ist dabei, die Einlaufdüse einteilig mit dem
Ventilatorgehäuse auszubilden bzw. durch die Einlaufdüse einen Teil des Ventilatorgehäuses zu bestimmen.
Zudem erstreckt sich die Einlassdüse in einer Ausführungsvariante in axialer Richtung in das Diagonallüfterrad hinein, so dass ein axialer Überlappungsbereich zwischen dem Diagonallüfterrad und der Einlassdüse gebildet ist. Für eine kompakte Bauweise und ein strömungstechnisch optimales Zusam- menwirken ist die Einlassdüse zumindest abschnittsweise von der Deckscheibe, insbesondere dem zum Einlass gerichteten parallel zur axialen Mittellinie verlaufenden Abschnitt umgeben.
In einer Weiterbildung der Dunstabzugsvorrichtung ist saugseitig an der Einlassdüse ein strömungsführendes Vorleitgitter angeordnet, das insbesondere zur Reduzierung der Geräuschemissionen beiträgt und störende niederfrequente Töne minimiert.
Die Einlassdüse weist in einer vorteilhaften Ausführung eine maximale Einlassströmungsquerschnittsfläche auf, die Faktor 0,15 - 0,4 der maximalen Strömungskanalquerschnittsfläche bestimmt.
Ferner ist in einer Ausführung der Dunstabzugsvorrichtung vorgesehen, dass an dem Diagonalventilator ein den axialen Auslass bestimmendes Nachleit- rad mit sich in axialer Strömungsrichtung vergrößernder
Strömungsquerschnittsfläche angeordnet ist. Vorzugsweise verjüngt sich die Strömungsquerschnittsfläche auf die Auslassöffnungsquerschnittsfläche. Dabei wird das Nachleitrad in axialer Strömungsrichtung gesehen nach dem Diagonallüfterrad angeordnet und ermöglicht eine Erhöhung der axialen Abströmgeschwindigkeit. Es trägt mithin zur Erhöhung des Wirkungsgrades bei. Vorteilhaft ist dabei ferner, das Nachleitrad einteilig mit dem
Ventilatorgehäuse auszubilden bzw. durch das Nachleitrad einen Teil des Ventilatorgehäuses zu bestimmen.
Der Diagonalventilator weist in einem Ausführungsbeispiel ein mehrteiliges Gehäuse auf, über das er an dem Strömungskanal befestigt wird. Bei einer zweiteiligen Ausführung wird der erste Teil des Gehäuses durch die Einlassdüse, der zweite Teil durch das Nachleitrad gebildet.
Ferner ist Teil der Erfindung die Verwendung eines Diagonalventilators in einer Dunstabzugsvorrichtung wie vorstehend beschrieben. Der Diagonal- Ventilator kann dabei einzelne oder alle der offenbarten Merkmale umfassen, soweit dies technisch möglich ist.
Andere vorteilhafte Weiterbildungen der Erfindung sind in den Unteransprüchen gekennzeichnet bzw. werden nachstehend zusammen mit der Beschreibung der bevorzugten Ausführung der Erfindung anhand der Figuren näher dargestellt. Es zeigen:
Fig. 1 eine beispielhaft schematische Darstellung einer Dunstabzugsvorrichtung gemäß dem Stand der Technik; Fig. 2 eine seitliche Schnittansicht einer erfindungsgemäßen Dunstabzugsvorrichtung;
Fig. 3 ein Diagramm zur Darstellung des Druckverlaufs über dem Volumenstrom von Dunstabzugsvorrichtung. In Figur 1 ist beispielhaft schematisch eine Dunstabzugshaube 200 gemäß dem Stand der Technik mit einem doppelflutigen Radialgebläse 210 dargestellt. Die von dem Radialgebläse 210 erzeugte Luftströmung ist mit Pfeilen S gezeigt, wobei gut zu erkennen ist, dass die Luftströmung mehrfach umgelenkt wird. Insbesondere erfolgt eine erste 90°-Umlenkung im Randabschnitt zwischen dem Strömungskanal und dem Radialventilator 210 beim Eintritt in den Ansaugabschnitt 211 sowie eine zweite 90°-Umlenkung innerhalb des Radialventilators 210, bevor die Strömung am Ausblasabschnitt 212 austritt.
Figur 2 zeigt eine Dunstabzugsvorrichtung 1 mit einem Ansaugbereich 2, einem sich in Strömungsrichtung an den Ansaugbereich 2 unmittelbar an- schließenden, strömungsverbundenen und im Querschnitt quadratischen Strömungskanal 3 sowie einer Auslassöffnung 4, die in ein Rohr 23 mündet. In dem Strömungskanal 3 ist der Diagonalventilator 5 wandseitig befestigt. Die im Betrieb vom Diagonalventilator 5 erzeugte Luftströmung ist mittels der Pfeile P dargestellt. Die Ansaugbereichsquerschnittsfläche des Ansaugbereichs 2 ist um ein Vielfaches größer als die Strömungskanalquerschnittsfläche des Strömungskanals 3, die Auslassöffnungsquerschnittsfläche der Auslassöffnung 4 ist kleiner als die Strömungskanalquerschnittsfläche des Strömungskanals 3. Der Diagonalventilator 5 weist in Richtung des Ansaugbereichs 2 den axialen Einlass 6 auf, über den im Betrieb Luft axial aus dem Strömungskanal 3 angesaugt und über den axialen Auslass 7 direkt in das Rohr 23 ausgeblasen wird. Der axiale Auslass 7 steht dabei unmittelbar mit der Auslassöffnung 4 und dem Rohr 23 in Verbindung. Die Auslassquerschnittsfläche des Auslas- ses 7 des Diagonalventilators 5 entspricht der der
Auslassöffnungsquerschnittsfläche der Auslassöffnung 4.
Der Diagonalventilator 5 weist in dem gezeigten Ausführungsbeispiel einen Aufbau mit einem zentral an einer Motoraufnahme 20 aufgenommenen und befestigten Motor 18 auf, um den der Druckraum herum geführt ist. Der Motor 18 treibt ein stromaufwärts angeordnetes Diagonallüfterrad 8 an, das eine umlaufende Deckscheibe 9 aufweist, die axial frei liegende Kanten der Diagonallüfterradschaufeln 19 teilweise überdeckt. Die Deckscheibe 9 verläuft im Einlaufabschnitt 21 parallel zur axialen Mittellinie und in
stromabwärtiger Richtung schräg nach außen, so dass ein von der Deckscheibe 9 und der Bodenscheibe 28 gebildeter Strömungsraum im Wesentlichen bündig in den Druckraum übergeht. Der axiale Einlass 6 wird durch die Einlassdüse 10 gebildet, deren Strömungsquerschnittsfläche sich in axialer Strömungsrichtung verringert. Die Einlassdüse 10 weist eine Einlasskontur 24 auf, die sich in axialer Richtung in das Diagonallüfterrad 8 hinein erstreckt und mit dem Einlassabschnitt 21 der Deckscheibe 9 den axialen Überlappungsbereich 11 bildet. Zwischen der Einlasskontur 24 der Einlassdüse 10 und dem Einlassabschnitt 21 der Deckscheibe 9 ist ein umlaufender Radialspalt vorgesehen. Der Axialabstand zwischen den axialen Kanten der Diagonallüfterradschaufeln 19 und dem axialen Ende der Einlasskontur 24 der Einlassdüse 10 ist sehr gering und entspricht 10% der Axialerstreckung der Einlasskontur 24 der Einlassdüse 10. Die Einlassdüse 10 bildet eine maximale Einlassströmungsquerschnittsfläche, die 40% der
Strömungskanalquerschnittsfläche entspricht. Ferner bildet die Einlassdüse 10 einen ersten Gehäuseteil des Diagonalventilators 5. Der zweite
Gehäuseteil, der an den ersten Gehäuseteil unmittelbar angeschlossen und befestigt ist, wird durch das Nachleitrad 12 bereit gestellt. Das Nachleitrad 12 bildet den axialen Auslass 7und weist die Form des Druckraums mitbestimmende Strömungsleitelemente 22 auf, die sich um den Motor 18 bis zum Auslass 7 erstrecken und dabei in axialer Strömungsrichtung die Strömungsquerschnittsfläche zur Erzeugung einer Venturiwirkung vergrößern. Am Auslass 7 verläuft die die Strömung leitende Gehäuseaußenwand des Nachleitrads 12 parallel zur axialen Mittellinie.
Figur 3 zeigt den geringeren Druckverlust bei der Verwendung des in Figur 2 gezeigten Diagonalventilators 5 in einer Dunstabzugsvorrichtung 1 gegenüber den aus dem Stand der Technik bekannten Lösungen, wobei die Graphen 66 und 77 sich auf einen Radialventilator und einen Radialventilator eingebaut in einer Dunstabzugsvorrichtung und die Graphen 88 und 99 sich auf einen Diagonalventilator 5 und einen Diagonalventilator 5 im gemäß Fi- gur 2 eingebauten Zustand beziehen. Die beiden Graphen 88 und 99 liegen vor allem bei höheren Volumenströmen deutlich näher zusammen.
Die Erfindung beschränkt sich in ihrer Ausführung nicht auf die vorstehend angegebenen bevorzugten Ausführungsbeispiele. Vielmehr ist eine Anzahl von Varianten denkbar, welche von der dargestellten Lösung auch bei grundsätzlich anders gearteten Ausführungen Gebrauch macht. Beispielsweise kann an der Einlassdüse stromaufwärts ein Vorleitgitter angeordnet werden, selbst wenn dies nicht in den Figuren gezeigt ist. Zudem kann der Diagonalventilator auch nur axialseitig am Strömungskanal befestigt werden und in radialer Richtung zum Strömungskanal beabstandet sein.
* * * * *

Claims

Patentansprüche
Dunstabzugsvorrichtung mit einem Ansaugbereich (2), einem sich in Strömungsrichtung an den Ansaugbereich (2) anschließenden und strömungsverbundenen Strömungskanal (3) sowie einer Auslassöffnung (4), wobei eine Ansaugbereichsquerschnittsfläche größer ist als eine Strömungskanalquerschnittsfläche und eine
Auslassöffnungsquerschnittsfläche kleiner ist als die
Strömungskanalquerschnittsfläche, wobei in dem Strömungskanal (3) ein Diagonalventilator (5) mit einem axialen Einlass (6) und einem axialen Auslass (7) angeordnet ist, der im Betrieb über den axialen Einlass (6) Luft axial aus dem Strömungskanal (3) ansaugt und axial über den axialen Auslass (7) in die mit dem Auslass (7) strömungsverbun- dene Auslassöffnung (4) ausbläst.
Dunstabzugsvorrichtung nach Anspruch 1 , dadurch gekennzeichnet, dass eine Auslassquerschnittsfläche des Diagonalventilators (5) der Auslassöffnungsquerschnittsfläche entspricht.
Dunstabzugsvorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass die Ansaugquerschnittsfläche um einen Faktor 2 bis 20 größer ist als die Strömungskanalquerschnittsfläche.
Dunstabzugsvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Diagonalventilator (5) ein Diagonallüfterrad (8) mit umlaufender Deckscheibe (9) aufweist.
Dunstabzugsvorrichtung nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Deckscheibe (9) auf dem Diagonallüfterrad (8) auf einer zum Einlass (6) des Diagonalventilators (5) weisenden Seite angeordnet ist.
6. Dunstabzugsvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprü- che, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Diagonalventilator (5) eine den axialen Einlass (6) bestimmende Einlassdüse (10) mit sich in axialer Strömungsrichtung verringernder Strömungsquerschnittsfläche angeordnet ist.
7. Dunstabzugsvorrichtung nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass sich die Einlassdüse (10) in axialer Richtung in das Diagonallüfterrad (8) hinein erstreckt, so dass ein axialer Überlappungsbereich (11) gebildet ist.
8. Dunstabzugsvorrichtung nach dem vorigen Anspruch, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassdüse (10) zumindest abschnittsweise von der Deckscheibe (9) umgeben ist, so dass die Einlassdüse (10) und die Deckscheibe (9) den Überlappungsbereich (11) bilden.
9. Dunstabzugsvorrichtung nach einem der vorigen beiden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an der Einlassdüse (10) ein strömungsführendes Vorleitgitter angeordnet ist.
10. Dunstabzugsvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche 6 - 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Einlassdüse (10) eine Einlassströmungsquerschnittsfläche aufweist, die Faktor 0,15 - 0,4 der Strömungskanalquerschnittsfläche bestimmt.
11. Dunstabzugsvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass an dem Diagonalventilator (5) ein den axialen Auslass (7) bestimmendes Nachleitrad (12) angeordnet ist, wobei ein Gehäuswandabschnitt des Nachleitrads (12) am Auslass (7) parallel zu einer axialen Mittellinie des Diagonalventilators (5) verläuft.
12. Dunstabzugsvorrichtung nach zumindest einem der vorigen Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Diagonalventilator (5) ein mehrteiliges Gehäuse aufweist, das an dem Strömungskanal (3) befestigt ist.
13. Verwendung eines Diagonalventilators (5) in einer Dunstabzugsvorrichtung (1) gemäß einem der vorigen Ansprüche.
*****
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