DE3304262C2

DE3304262C2 - Umluft-Abzugshaube

Info

Publication number: DE3304262C2
Application number: DE3304262A
Authority: DE
Inventors: Hannelore 8400 Regensburg Röhl-Hager
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 1983-02-08
Filing date: 1983-02-08
Publication date: 1986-07-03
Also published as: DE3304262A1; EP0118570A2; ATE30763T1; EP0118570B1; EP0118570A3

Abstract

Bei einer Umluft-Dunstabzugshaube mit den Dunststrom begrenzendem Luftvorhang (allseitig oder dreiseitig) wird der Luftvorhang über längliche Schlitze in Form von lokal ebenen Freistrahlen in einem Winkel zur Vertikalen geneigt aus den Schlitzen schräg nach unten und außen auf den Rand der Arbeitsfläche gerichtet; der Luftvorhang wird von der Auftreffstelle auf der Arbeitsfläche abgelenkt, an der Arbeitsfläche aufgestaut und der nach innen umgelenkte Teil als dynamischer Aufstrom (Fountain-Effekt) in den Ansaugstrom eingeführt. Die Strömungsgeschwindigkeit des Aufstromes ist dabei wesentlich größer als die Strömungsgeschwindigkeit des Ansaugstromes an der Einführstelle. Vorzugsweise weist die Dunstabzugshaube einen Ausziehschirm sowie eine im Gebläsekanal angeordnete Umlenk- und Prallvorrichtung auf, durch die die vom Gebläse erzeugte Strömung gegen die Unterseite des Schirmes gerichtet wird; aufgrund des Coanda-Effektes wird die Strömung an der Unterseite des Schirmes entlang der Ablösekante und als Freistrahl nach unten gegen die Arbeitsfläche gerichtet.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Umluft-Abzugshaube nach dem Oberbegriff des Anspruchs 1.

Eine solche Umluft-Abzugshaube ist durch die DE-OS 16 04 293 bekannt.

Diese bekannte Haube weist am unteren Haubenrand auf den offenen Seiten der Haube schräg nach unten und außen gerichtete Luftführungen auf, durch die die aus dem Filter austretende Luft einen den Herd umgebenden, seitlich am Herd vorbei gerichteten Luftschleier bildet. Dieser Luftschleier begrenzt in Höhe des Herdes eine Fläche, die erheblich größer ist als die Herdfläche. Dadurch wird zwar die von der Herdfläche aufsteigende bzw. von dem Gebläse angesaugte Abluft nach oben durch das Filter bewegt, wobei ein Großteil der Luftverunreinigungen abgefiltert wird. Aufgrund der Umluftfilterung gelangt jedoch die aus dem Filter austretende Luft durch die Luftführungen wieder in den Umlauf, und diese Luft wird aufgrund de^r ihr erteilten Strömungsrichtung zumindest zu einem erheblichen Teil in den den Herd umgebenden Arbeitsraum geblasen und damit die Luft in diesem Arbeitsraum erheblich verschlechtert.

Aus der DE-OS 19 24 345 ist eine Dunstabzugshaube für Abluftbetrieb bekannt, bei der Ausblaseschlitze vorgesehen sind, die eine Luftdüse ausbilden, aus der einen Luftvorhang bildende Luftstrahlen nach unter und innen gegen die Herdfläche gerichtet werden. Die den Luftvorhang erzeugende Düse besitzt eine schlitzförmige Blasöffhung und ist teleskopförmig auf die gewünschte Länge über der Herdoberfläche ausziehbar. Der aus der Düse nach abwärts gerichtete Luftstrom ist ein kleiner Teil der durch das Gebläse geförderten Luft, somit ein verhältnismäßig schwacher Luftstrom, der von oben nach unten und nach hinten gerichtet ist. Durch die aus der Haube hervorziehbare Düse ist es zwar möglich, den Flächeninhalt der Haube selbst kleiner auszulegen als den der Herdoberfläche; dies gilt jedoch nur, wenn die Düse nicht ausgezogen ist. In voll ausgezogenem Zustand ragt die Düse über die der Bedienungsperson zugewandte Seite der Herdoberfläche vor, nachdem der Luftstrom aus der Düse schräg nach unten und innen gerichtet sein soll. Da es sich bei dieser Haube um eine Ablufthaube handelt, tritt das bei Umlufthauben auftretende Problem nicht auf, daß die nicht abgefilterten Luftverunreinigungen wieder in den Arbeitsraum zurückgeblasen werden.

Bei einer Absauganlage nach der DE-OS 19 63 456 handelt es sich ebenfalls um ein reines Abluftsystem, bei dem Umluft nicht in den Arbeitsraum geblasen werden kann, weil diese Luft aus dem Raum in das Freie abgesaugt wird. Mit dieser Absauganlage soll erreicht werden, daß z.B. bei offenen Grillstationen, die in einem Speiseraum aufgestellt werden, durch die starke Absaugung im Speiseraum, in dem die Gäste sich aufhalten, die Strömungsverhältnisse nicht beeinflußt werden. Hierbei ist für mehrere parallele Kochstellen eine einzige Absaughaube vorgesehen, die aus zwei parallelen, nebeneinander angeordneten Haubenaufsätzen besteht, deren einer den Absaugkanal und deren anderer die Frischluftverteilerkanäle ausbildet. Die aus den Luftaustrittsschlitzen austretende Luft bildet einen Frischluftschleier, der sich vor die von der Herdanlage aufsteigende verbrauchte Luft legt, der sich mit der verbrauchten Luft vermischt und der verhindert, daß durch die Luftabsaugung eine Zugwirkung im umgebenden Raum auftritt. Die Gesamtluft wird dann ins Freie über den Absaugkanal geführt. Den Luftaustrittsschlitzen sind Luftleitlamellen zugeordnet, die es ermöglichen, die Richtung des Frischluftschleiers zur Herdanlage einzustellen. Auch hier spielt das bei Umlufthauben auftretende Problem, daß die nicht abgefilterten Luftverunreinigungen in den Arbeitsraum zurückgeblasen werden, wegen des Abluftbetriebes keine Rolle.

Gegenstand der DE-OS 22 59 670 ist eine Ablufthaube mit Luftschleier, bei der die vom Herd abgesaugte Luft teilweise über einen Abzugskanal ins Freie abgefiihrt wird und eine durch das Absauggebläse unter

Überdruck gehaltene Druckkammer einen Schleierstrahler speist, der den nicht abgeführten Teil der Zuluft aufgrund des Überdruckes nach unten zur Herdoberfläche richtet. Der Luftschleier wird hierbei durch den Sog der Zuluft nach innen und oben mitgenommen. Eine derartige Ablufthaube arbeitet mit kombiniertem Abluft-Umluftbetrieb. Am Haubenrand sind eine Vielzahl von kreisrunden Löchern vorgesehen, die in ihrer Gesamtheit einen mantelformigen Luftschleier auf drei Seiten des Hei-Jes erzeugen. Der durch diese Löcher hindurch erzeugte Luftschleier besteht aus einer Vielzahl von nebeneinander angeordneten, parallelen, runden Freistrahlen. Die Strömungsenergie des Luftschleiers wird in Höhe der Herdoberfläche etwa gleich Null, so daß die Ansaugung durch das Gebläse eine Umlenkung zum und eine Aufwärtsbewegung zusammen mit dem Zuluftstrom ergibt. Die Geschwindigkeit des Zuluftstromes mit der Schleierluft wird ausschließlich durch die Saugleistung des Gebläses bestimmt, die sehr hoch bemessen ist, so daß eine hohe Luftmenge umgewälzt und zwangsweise ein starkes Geräusch in Kauf genommen werden muß.

Die Aufgabe, die der Erfindung zugrunde liegt, besteht mithin darin, den Austritt von Primärdanst aus dem Ansaugbereich in den Arbeitsraum zu verhindern und die Ausbreitung des aus der Haube austretenden und noch Restdunst enthaltenden Luftstromes in den Arbeitsraum weitestgehend zu unterbinden.

Dies wird gemäß der Erfindung mit den Merkmalen des Kennzeichens des Anspruches 1 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.

Mit der erfindungsgemäßen Abzugshaube wird die Luft aus der Druckkammer des Haubengebläses durch Ausblaseschlitze so nach abwärts geblasen, daß ein zwischen den Ausblaseschlitzen und dem Rand der Herdfläche ausgebildeter Luftschleier entsteht, der durch Aufstau an der Arbeitsfläche größtenteils nach innen umgelenkt und als dynamischer Aufstrom wieder dem Reinigungskreislauf zugeführt wird. Der dynamische Aufsirom unterstützt die Ansaugwirkung des Gebläses, und der dabei zurückgeführte Luftstrom gelangt mit seinem Restdunst nicht in den Arbeitsraum. Mit diesem Rezirkulationsbetricb wird erreicht, daß vom Gebläse lediglich die Luftmenge gefördert werden muß, die innerhalb des Raumes Haube-Dunstquelle umzuwälzen ist, so daß damit eine wesentlich geringere Luftmenge gefordert werden muß und gleichzeitig die umzuwälzende Luft einen außerordentlich kurzen Weg mit genau definierter und besonders effektiver Rezirkulation zurücklegt. Dies hat letztlich zur Folge, daß die Umlufthaube nach der Erfindung eine ungewöhnlich niedrige Gebläseleistung erfordert, wodurch eine wesentlich geringere Bauhöhe als bei vergleichbaren bekannten Hauben erzielt werden kann, die Strömungsgeräusche aufgrund der geringeren Gebläseleistung sehr gering gehalten werden können und die zu reinigende Luft rascher als bei bekannten Hauben umgewäizt wird. Dadurch, daß die Gebläseleisiung bei einer Haube nach der Erfindung sehr gering gehalten werden kann, sind die im Betrieb der Haube auftretenden Geräusche vernachlässigbar; sie werden nicht mehr als störend empfunden.

Wesentlich für die einwandfreie Arbeitsweise der Umluft-Dunstabzugshaube nach der Erfindung ist, <ö d;iB zur Erzeugung ;les Luftvorhanges die Luft durch ebene längliche Schlitze anstatt durch eine Reihe von kleinen Löchern, wie in, Falle der DIi-OS 22 >^l> <i7() ausgeblasen wird. Ein ebener länglicher Schlitz erzeugt einen ebenen Freistrahl, während eine Lochreihe eine Serie von runden Freistrahlen ergibt. Die Freistrahltheorie (Literaturstelle H. Schlichting, Grenzschichttheorie, Verlag G. Braun, Karlsruhe) besagt, daß der ebene Freistrahl im Vergleich zu runden Freistrahlen weniger schnell abgebremst wird, da der ebene Freistrahl eine geringere Reibungsoberfläche besitzt als der runde Freistrahl. Für den Geschwindigkeitsverlauf gilt:

Für den ebenen Freistrahi:
u(x) = u_n ■ .

Für den runden Freistrahl:
1

u(x) »

xld

Dabei ist χ die Entfernung vom Abstrahlort, d die Schlitzhöhe bzw. der Lochdurchmesser, u₀ die Geschwindigkeit an der Stelle χ = 0, und u(x) die Geschwindigkeit im Abstand χ vom Schlitz bzw. von den Löchern jeweils längs der Strahlachse.

Zum Verständnis der Ausbildung des dynamischen Aufstromes und dessen Geschwindigkeit im Vergleich mit der Zuströmgeschwindigkeit zu einer Saugöffnung wird nachstehend kurz auf die Theorie eingegangen.

Der dynamische Aufstrom bildet sich zwischen zwei Freistrahlen aus, die senkrecht auf eine ebene Fläche geblasen werden (Literaturstelle H. Hertel »Wandströmungen und Aufströme aus der Umlenkung von Freistrahlgruppen« Fortschritt Berichte VDI-Zeitschrift, Reihe 12, Nr. 11, JuÜ 1966), siehe Fig. 6. Die Ausströmgeschwindigkeit u_A ist proportional der Freistrahlgeschwindigkeit u(x) an der Staufiäche, also u_A = k u(x). Die Zuströmung zu einer Saugfläche erfolgt aus dem gesamten umgebenden Raum. Die Zusirömgeschwindigkeit u_s(x) nimmt mit dem Abstand χ rasch ab (Fig. 7).

Eine Abschätzung des Verhältnisses von Aufströmgeschwindigkeit u_A zu Ansauggeschwindigkeit u_s ergibt:

Aufströmgeschwindigkeit ιι_Λ = k χ u(x).

k = 0,5 bedeutet u_A = Halbwertgeschwindigkeit im Freistrahi, wobei k = empirischer Faktor.

Für u{x) im ebenen Freistrahl gilt (Literaturstelle H. Schlichting »Grenzschicht-Theorie«):

wobei u₀ = Ausblnsegeschwindigkeit, h = Schlitzbreite, / = Schlitzlänge.
Für //., ergibt sich:

ti, — k

da U₁, - -—

fxlh

wobei

V = Luftdurchsatz,

F₁ = Abluftschlitzflächc = /; χ /,

Zuströmgeschwindigkeit i/_v.

Für die Zuströmgeschwindigkeit zu einer Saugfläche gilt (Literaturstelle W. Pfeiffer, Absaugluftmengen von Erfassungseinrichtungen offener Bauart, Slaub-Reinh. Luft (1982) Nr. 8, Seiten 303-308):

1 + 10 · X²ZF_x '

wobei

F_s = Ansaugfläche,
V = Luftdurchsatz,
ν = Abstund.

Geschwindigkeitsverhältnis u_A/u_s'-

F_s (1 + 10 ■ X²ZFs)

Ua
"s

2 ■ k ■ -^

VxIh

Diese Gleichung zeigt, daß die Aufstromgeschwindigkeit mit dem Verhältnis von Saug- zu Ausblasefläche zunimmt. Entscheidend ist jedoch, daß das Geschwindigkeitsverhältnis bei zunehmendem Abstand der Staufläche χ erheblich zunimmt. Dies ergibt sich daraus, daß die Ansauggeschwindigkeit u_s mit l/.v² abnimmt, während die Aufströmgeschwindigkeit u_A nur mit ^xl-/x abnimmt. Dies sei an einem Zahlenbeispiel, das typisch für die Anwendung bei Dunstabzugshauben ist, dargelegt.

Flächenverhältnis
Eintritts fläche
Abstand
Schlitzbreite
Empirischer Faktor

Sauggeschwindigkeit

FsIF₁₁	= 10
Fs	= 0,1 m²
X	= 0,6 m
h	= 0,01 m
k	= 0,5.

1 + 10

u_s = 2 · 0,5 · 10

0,36
0,1

46.

Aus diesem Zahlenbeispiel ergibt sich, daß der dynamische Aufstrom über dem Herd eine Geschwindigkeit in Richtung aufdie Abzugshaube liefert, die46mal größer ist als die reine Ansaugströmung. Selbst wenn die Aufströmgeschwindigkeit nur das lOfache der Ansauggeschwindigkeit betragen sollte, übertrifft die Aufstromwirkung die Ansaugwirkung ganz entscheidend, so daß der mit der Erfindung erzielbare Effekt außergewöhnlich groß ist.

Nachstehend wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung an Hand der Zeichnungen erläutert. Es zeigt:

Fig. 1 eine Querschnitisansicht längs der Linie I-I der Fig. 2 einer Sunstabzugshaube mit angedeutetem Herd, in schematischer Darstellung,

Fig. 2 eine Längsschnittansicht längs der Linie ΙΙ-Π der Fig. 1 durch die Abzugshaube nach Fig. 1 in schematischer Darstellung,

Fig. 3 eine Queschnittsansicht in einer Darstellung ähnlich der nach Fig. 1 einer weiteren Ausführungsform einer Abzugshaube mit herausziehbarem Schirm, in schematischer Darstellung,

Fig. 4 einen Ausschnitt aus der Darstellung nach Fig. 3 in vergrößertem Maßstab,

Fig. 5 eine schematische Darstellung des Geschwindigkeitsverlaufes in einem ebenen Freistrahl,

Fig. 6 eine schematische Darstellung der Ausbildung des dynamischen Aufstromes zwischen zwei Freistrahlen,

Fig. 7 eine schematische Darstellung der Ansauglü strömung.

Oberhalb eines Kochherdes 1 bzw. einer Kochstelle bzw. einer Dunstquelle ist die Abzugshaube 2 im normalen Arbeitsabstand angeordnet. Über einen Filter 3 wird die Ansaugströmung 10 einer Saugkammer 4 der Haube 2 einem Gebläse 5 zugeführt. Das Gebläse 5 fördert die gefilterte Luft in eine Druckkammer 6. Aus der Druckkammer 6 der Haube 2 wird die Luft am unteren äußeren Umfangsrand der Haube durch einen vorderen Aiisblascschütz 7 sowie durch zwei seitliche Ausblaseschlitze 8 nach unten gegen den Herd 1 geblasen.

Die Fläche der Ausblaseschlitze 7, 8 beträgt etwa 1/10 der Ansaugfläche des Filters 3. Die Neigung der Ausblaseschlitze 8 ist so gewählt, daß ein Ausblasestrahl 11, der sich nach der Freistrahltheorie ausbreitet, beim Auftreffen auf die Arbeitsfläche des Küchenherdes 1, eine Staulinie 12 bildet, die den Kochfeldbercich imschließt. Innerhalb diesef Staulinie 12, die in den Schnittzeichnungen nach den Fig. 1-3 als JO Staupunkt sichtbar ist, bildet sich ein Aufstrom 13 aus, der die Ansaugwirkung des Gebläses 5 erheblich unterstützt. An der Stauline 12 teilt sich der Ausblasemassenstrom in einen Anteil I, der im Aufstrom wieder der Haube zugeführt wird, und in einen Anteil II, der in den Arbeitsraum gelangt, der aber durch die Ansaugwirkung des Gebläses 5 den Bereich des Herdes 1 bzw. der Dunstquelle nicht verläßt und fortlaufend im Rezirkulationsbetrieb wieder dem Aufstrom beigemischt wird.

Fig. 3 zeigt eine Ausführungsform, bei der an der Haube 14 ein nach vorne ausziehbarer Schirm 15 angeordnet ist. Am unteren, vorderen Rand der Haube 14 ist ein Ausblaseschlitz 16 vorgesehen, der einen vorderen Ausblasestrom 17 im Bereich des Schirmes 15 auf die Unterseite des Schirmes 15 richtet. Aufgrund des Coanda-Effektes bildet sich dabei ein Wandstrahl 18 aus, in dem die Abluft der Unterseite des Schirmes 15 bis zur Vorderkante des Schirmes 15 und an der Unterseite anliegend entlangströmt und den Schirm 15 an dessen Vorderkante als Freistrahl nach abwärts zum Herd 1 verläßt. Ein aus einem Geblase 19 abfließender Luftstrom 20 gelangt durch einen Luftkanal 21 hindurch nach unten auf eine Umlenk- und Prallfläche 22, die den Luftstrom 20 umlenkt und als Wandstrahl 23 durch den Ausblaseschlitz 16 gegen die Unterseite des Schirmes 15 und entlang dessen Fläche bis zu einer Ablösekante 24 und dann nach unten als Freistrahl 17 gegen den Herd 1 richtet.

Die schematischen graphischen Darstellungen nach den Fig. 5, 6 und 7 sind in Verbindung mit den theoretischen Ausführungen weiter oben zu lesen und bedürfen keiner detaillierten Erläuterung an dieser Stelle.

Hierzu 2 Blatt Zeichnungen

Claims

Patentansprüche:

1. Umluft-Abzugshaube für den Einsatz über einer Kochstelle oder einer entsprechenden Staub- oder Dunstquelle, mit einem Ansauggebläse, einer Filteranordnung, Luftführungen und einer Vorrichtung zur Erzeugung eines von der Haube nach abwärts gerichteten, durch längliche Ausblaseschlitzes am unteren Haubenrand gebildeten Luftvorhanges, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblaseschlitze (7; 24) so ausgebildtet sind, daß der austretende Luftvorhang in Form von ebenen Freistrahlen flächenmäßig so auf den Rand der Arbeitsfläche der Dunstquelle (1) gerichtet ist, daß eine Staulinie (12) auf der Arbeitspfiäche ausgebildet, der Freistrahl am Rand der Arbeitsfläche aufgestaut, nach innen umgelenkt und als dynamischer Aufstrom den Ansaugstrom der Haube unterstützend MD»a Gebläse (5) wieder angesaugt wird, und daß die Geschwindigkeit des dynamischen Aufstromes (13) (umgelenkter Ausblasestrahl in Richtung Abzugshaube) ein Vielfaches der Geschwindigkeit der Ansaugströmung (10) an der Arbeitsfläche ist.

2. Umluft-Abzugshaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Ausblaseschlitze (7; 24) nach außen leicht schräg angestellt ist.

3. Umluft-Abzugshaube nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ebene der Ausblaseschlitze (7; 24) im Winkel von<-<u 10-15°gegenüber der Ebene der Arbeitsfläche (1) geneigt ist.

4. Umluft-Abzugshaube nac*) einem der Ansprüche 1-3, dadurch gekennzeichnet, daß das Flächenverhältnis vor. Ausbiaseschützen (7; 24) zur Gesamtansaugfläche der Filteranordnung (3) etwa 1:10 beträgt.

5. Umluft-Abzugshaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Abzugshaube (14) einen ausziehbaren Schirm (15) aufweist, daß im Kanal (21) des Gebläses (19) eine Umlenk- und Pral !vorrichtung (22) angeordnet ist, die die vom Gebläse (19) erzeugte Strömung (20) gegen die untere Fläche des Schirmes (15) richtet, und daß die Strömung (23) aufgrund des Coanda-Effektes an der Unterseite des Schirmes (15) entlangströmt und von der Ablösekante (24) als Freistrahl (17) nach unten gegen die Arbeitsfläche gerichtet ist.

6. Umluft-Abzugshaube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Umlenk- und Prallvorrichtung (22) eine gegenüber der Horizontalen leicht geneigte und gegen die Unterseite des Schirmes (15) gerichtete Platte ist.

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