[0001] Die Erfindung bezieht sich auf eine Dunstabzugshaube nach dem Oberbegriff des Patentanspruches
1 sowie auf ein Verfahren nach dem Oberbegriff des Patentanspruches 9.
[0002] Grundsätzlich tritt bei Dunstabzugshauben das Problem auf, daß der bei Arbeitsvorgängen,
z.B. beim Kochen, entstandene Dampf bzw. Dunst, der nur etwa die halbe Luftdichte
aufweist, stark beschleunigt wird, so daß die über der Arbeitsfläche installierte
Absaugvorrichtung einen vertikal orientierten turbulenten Freistrahl bzw. eine thermische
Aufwärtströmung einsaugen muß. Da jedoch innerhalb dieser Aufwärtsströmung nach etwa
einem halben Meter Laufstrecke ab Dunstquelle Geschwindigkeiten auftreten, die die
Ansauggeschwindigkeit der Absaugung wesentlich übersteigen, bricht ein großer Teil
des Dampfes bzw. Dunstes in die Umgebung aus.
[0003] Das technische Problem derartiger Dunstabzugshauben besteht darin, daß nicht nur
eine turbulente, sondern auch eine beschleunigte Strömung soweit kontrolliert werden
muß, daß sie möglichst vollständig abgesaugt wird. Dieses Problem wird derzeit dadurch
gelöst, daß sehr große Erfassungshauben mit in den Raum vorragenden Schirmen verwendet
werden, daß die Gebläseleistung erhöht wird, und/oder daß die Dampfquelle seitlich
begrenzt wird.
[0004] Des weiteren wird der Einsatz von zusätzlichen Blasstrahlen vorgeschlagen, die entweder
von oben nach unten gerichtet als Frischluftschleier den aufsteigenden Dampf ummanteln
sollen (z.B. DE-OSen 22 59 670, 19 63 456, 19 24 345, 16 04 293), oder die von der
Haubenvorderseite nach innen blasend entweder nach unten oder nach oben orientiert
den Dampf zur rückwärts gelegenen Absaugfläche lenken sollen (z.B. US-PSen 4 153 044,
4 127 106, 4 043 319, 3 513 766, DE-OS 25 31 862).
[0005] Bei letzterer Gattung werden bei Verwendung der zur Absaugfläche hin gerichteten
Blasstrahlen stets seitliche Trennwände benutzt, um eine Blasstrahl- und Dampfausbreitung
zu verhindern. Diese Trennwände reichen entweder nach unten bis zur Kochfläche oder
sind auf den Bereich in Höhe der Absaugfläche konzentriert, wobei sie mit der vorragenden
Haube abschließen. Der Ansatz und der weitere Verlauf des Blasstrahles werden stets
durch diese Seitenwände begrenzt.
[0006] Die Nachteile der bisherigen Technik bestehen darin, daß die Kochstelle durch seitliche
Wandbegrenzungen beengt ist, daß bei hoher Gebläseleistung ein hoher Lärmpegel in
Kauf genommen werden muß, und/oder daß die Haube nur begrenzt wirksam ist, wenn Dampf
vor die Haube entweicht, z.B. beim Hantieren oder bei starker Dampferzeugung. Dabei
wird der Blasstrahl selbst soweit gestört, daß er über längere Zeit wirkungslos bleibt.
[0007] Des weiteren ist aus der DE-OS 37 18 686 eine gattungsgemäße Dunstabzugshaube bekannt,
die ein zusätzliches Gebläse mit einer an der Haubenunterseite angeordneten Ausblasdüse
zur Erzeugung einer horizontalen Luftströmung aufweist, die die vom Herd aufsteigende,
Geruchsstoffe und Kochdunst enthaltende Luft in das Filter mitnimmt. Hieraus sind
Mittel zum Erzeugen einer schraubenlinienförmigen Strömung nicht zu entnehmen.
[0008] Aus dem DE-GM 83 11 557 ist eine Ab- und Zuluftvorrichtung für eine Kochstelle bekannt,
bei der zusätzlich zu dem Abluft in den Abzugskanal fördernden Gebläse walzenförmige
Querstromgebläse entlang Randbereichen der offenen Gehäuseunterseite vorgesehen sind,
und bei der die Zuluft mit Hilfe dieser Querstromgebläse über nach unten gerichtete
Schlitzdüsen als Luftvorhang zugeführt wird. Dem Fachmann wird hiermit keine Lehre
über die Art der Strömung gegeben, insbes. wird ihm nicht die Lehre einer schraubenlinienförmigen
Strömung vermittelt.
[0009] Aufgabe der Erfindung ist es, diese Nachteile zu beheben und bei seitlich offenen
Hauben den aufsteigenden Dampf zu konzentrieren, den Geräuschpegel des Gebläses durch
geringere Gebläseleistung erheblich zu verringern und den Wandblasstrahl durch den
aufsteigenden Dampf so wenig wie möglich zu behindern.
[0010] Gemäß der Erfindung wird dies mit den Merkmalen des Kennzeichens des Patentanspruches
1 bzw. des Patentanspruches 9 erreicht. Weitere Ausgestaltungen der Erfindung sind
Gegenstand der Unteransprüche.
[0011] Eine helikale bzw. schraubenwendelförmige Wirbelstruktur innerhalb zum Einsatz kommender
Blasstrahlen ist in hohem Maße eigenstabil. Im Fall einer konvektiven Grenzschicht,
wie z.B. an der Unterseite einer Dunstabzugshaube, kann diese Strömungsart die einzelnen
konvektiven Elemente nicht nur integrieren, sondern sich selbst verstärken. Außerdem
ist in einer derartigen Strömung die turbulente Reibung geringer.
[0012] Die einzelnen gegeneinander drehenden Wirbelrollen können ferner über einen jeweils
um 90
o gedrehten Rollwirbel verbunden werden, so daß damit eine U-förmige oder hufeisenförmige
Wirbelstruktur entsteht, die den jeweiligen räumlichen Gegebenheiten entsprechen kann.
Dies ergibt eine zusätzliche Stabilisierung der miteinander verbundenen Wirbelrollen.
[0013] Eine helikale bzw. schraubenwendelförmige Strömung wird dadurch erreicht, daß der
freie Blasquerschnitt der Düse über den Querschnitt Verengungen und Erweiterungen
aufweist, z.B. in Form eines Kammspaltes, durch die die freie Blasluft von der vorderen
Blasdüse zur hinteren Absaugvorrichtung ausgeblasen wird. Die Erhebungen und Vertiefungen
bzw. entsprechenden Elemente des Kammspaltes sind in regelmäßigen oder nahezu regelmäßigen
Abständen verengt. Dabei gilt für den nach links und rechts unbegrenzten (zweidimensionalen)
Fall optimal, daß die Breite der Vertiefungen gleich der Breite der Erhebungen ist
und der Wirbeldurchmesser der Breite der Vertiefungen entspricht.
[0014] Bei einer Doppelspaltdüse mit einer Spaltöffnung in horizontaler Richtung für den
Wandstrahl und einem getrennten Spalt für den Austritt der Zuluft etwa vertikal nach
unten wird ein unterhalb der Doppeldüse entstehender Rollwirbel erzeugt, dessen Drehrichtung
im Sinne der Luftumlenkung, z.B. im Uhrzeigersinn verläuft. Wird der den horizontalen
Strahl ausbildende Spalt breiter als der den vertikalen Strahl ausbildende Spalt innerhalb
dieser Doppelspaltdüse ausgelegt, bildet sich unabhängig von dem Rollwirbel unterhalb
der Düse ein horizontal verlaufender Strahl, insbesondere ein Wandblasstrahl aus.
[0015] Ein ebener Wandblasstrahl strömt mit dem Freistrahlwinkel O = 14
o auseinander. Um dies zu verhindern, wird eine Umlenk- bzw. Führungsvorrichtung verwendet,
die beispielsweise in Form zweier an den gegenüberliegenden Eckpunkten der Vorderseite
der Dunstabzugshaube ausgebildeten dreieckförmigen plattenartigen Erhebungen ausgebildet
ist. Die Dicke der Platten beträgt dabei das Mehrfache der Spaltdicke. Der spitze
Winkel des rechtwinkligen Dreieckes der Umlenkvorrichtungen liegt in der Größenordnung
des Freistrahlwinkels. Durch die Umlenkvorrichtung wird der Strahl an beiden Seiten
jeweils nach innen gerichtet und prägt dem als Wandstrahl wirkenden Strahl Randwirbel
auf, deren Drehrichtung direkt an der Wand zum Freiraum hin orientiert ist, so daß
darunter eine zur Haube hin schaufelnde Strömung erzeugt wird.
[0016] Die Strömungskonfiguration aufgrund der helikalen Strömung, der Rollwirbel und der
Randwirbel kann einzeln oder in Kombination angewendet werden. Falls eine Kochstelle
zwischen zwei Wänden, z.B. in einer Küchenzeile einer Großküche, vorgesehen ist, wird
ein Blasstrahl mit dem Rollwirbel als Vorderkantenwirbel kombiniert, der den Dunstaustritt
nach vorne begrenzt. Dieser Wirbel wirkt als Grenzwirbel.
[0017] Im Falle eines Beckens mit verdunstbarer Flüssigkeit ermöglicht eine Helikalströmung
anstelle eines ebenen Freistrahles eine geringere Gebläseleistung, geringere Turbulenzen
und damit eine geringere Durchmischung, d.h. eine bessere Absaugung und in Folge davon
eine höhere Reinheit der Umgebungsluft. Bei diesen beiden Anwendungsfällen handelt
es sich im wesentlichen um zweidimensionale Absaugungsprobleme.
[0018] Bei der Absaugung über einem isoliert in einer Küchenzeile angeordneten Herd kann
der Dampf sowohl seitlich als auch nach vorne entweichen. Eine entsprechende Kammblasdüse
mit zwei seitlichen Umlenkvorrichtungen erzeugt einen Vorderkantenwirbel und zwei
Seitenwirbel, also einen umlaufenden Grenzwirbel, sowie Innenwirbel. Der Wandblasstrahl
kann horizontal oder etwas geneigt orientiert sein. Er wird nach oben von der Abzugshaube
begrenzt und weist eine helikale Struktur von mehreren, jeweils gegeneinander drehenden
Wirbelrollen auf. Die Strömung ist aufgrund dieser Helizität und der doppelten U-Wirbelstruktur
besonders stabil. Im Inneren der Strömung werden die aufsteigenden konvektiven Dunstelemente
durch den entgegengesetzten Drehsinn der Innenwirbel stark abgebremst, während außen
eine Rückströmung erfolgt. Wenn Dunst dennoch nach außen gelangt, wird durch die aus
den Seiten- und Vorderkantenwirbeln zusammengesetzten Grenzwirbel dieser Dunst nach
innen transportiert und in die Helikalströmung integriert. Die Abzugshaube weist zwei
Gebläse auf, deren eines zum Absaugen und deren anderes zum Blasen bestimmt ist, wobei
das Verhältnis von Absaugvolumenstrom zu Blasvolumenstrom etwa 5:1 beträgt.
[0019] Nachstehend wird die Erfindung in Verbindung mit der Zeichnung anhand von Ausführungsbeispielen
erläutert. Es zeigt:
- Fig. 1
- eine Prinzipdarstellung einer helikalen Strömung,
- Fig. 2
- eine Prinzipdarstellung einer U-förmigen bzw. hufeisenförmigen Wirbelströmung,
- Fig. 3
- eine Schemadarstellung einer Helikalströmung mit Hilfe einer Ausblasung durch einen
Kammspalt,
- Fig. 4
- eine Schemadarstellung einer Anordnung zur Erzeugung eines Rollwirbels und eines Wandstrahls
mit Doppelstrahldüse,
- Fig. 5
- eine Prinzipdarstellung eines ebenen Freistrahls an einer Wand mit Randwirbeln,
- Fig. 6
- eine vergrößerte Darstellung eines Umlenkelementes in Aufsicht,
- Fig. 7
- eine vergrößerte Darstellung des Umlenkelementes nach Fig. 6 in Frontansicht,
- Fig. 8
- eine schematische Darstellung der Ausbildung des Vorderkantenwirbels,
- Fig. 9
- eine Prinzipdarstellung einer erfindungsgemäßen Dunstabzugshaube, wobei die Strömungsstruktur
mit Umlenkelementen und Kammspalten gezeigt ist, und
- Fig. 10
- eine Schnittansicht einer speziellen Ausführungsform einer erfindungsgemäßen Dunstabzugshaube.
[0020] Die Prinzipdarstellung in Fig. 1 zeigt vier parallel nebeneinander angeordnete, schraubenlinienförmig
von rechts nach links gerichteten Strömungen, von denen jeweils zwei benachbarte Strömungen
unterschiedliche Drehrichtung haben; diese Prinzipdarstellung ist in Verbindung mit
einem Koordinatenkreuz xyz gezeigt. Die vier parallelen Strömungen sind mit 1, 2,
3 und 4 bezeichnet.
[0021] In Fig. 2 sind zwei dieser parallelen Strömungen 2, 3 mit in entgegengesetzter Richtung
drehenden Wirbelrollen mit einem um 90
o zu beiden versetzten Rollwirbel 5 dargestellt, so daß im Prinzip ein U-förmiger oder
hufeisenförmiger Rollwirbel 6 mit entsprechender, durch Pfeile dargestellter Wirbelströmung
7 entsteht.
[0022] Bei der Darstellung nach Fig. 3 ist die Blasdüse 8 im Querschnitt dargestellt. Die
obere Begrenzung 9 der Blasdüse ist mäanderförmig mit Vertiefungen 10 und Erhebungen
11 gezeichnet, die ineinander übergehen und miteinander abwechseln. Die entgegengesetzte
Begrenzung des Spaltes der Blasdüse 8 ist mit 12 bezeichnet. Die Helikalströmung 2
- 4 ist in der in Fig. 1 gezeigten Weise ausgebildet. Die Achse 13 der jeweiligen
parallel zueinander verlaufenden Wirbel liegt in Richtung der Achse 13 des Blasstrahles
bzw. in Blasrichtung. Der freie Blasquerschnitt der Düse ist mit 14 bezeichnet. Die
Vertiefungen 10 haben eine Breite d
s, die Erhebungen 11 eine Breite d
b (gilt für den zweidimensionalen Fall als Optimum), für den Wirbeldurchmesser gilt
d
w = d
s.
[0023] In Fig. 4 ist eine Ausführungsform des vorderen Abschnittes der Dunstabzugshaube
mit Doppelspaltdüse 15 dargestellt. 16 bezeichnet die vordere Begrenzungswand der
Abzugshaube, 17 die Haubenoberseite, 18 die Begrenzungswand (zusammen mit 17) des
Luftkanales, 19, 20 die Bodenwand und 21 eine Umlenkwand für den Zuluftstrom zur Doppelspaltdüse
15. Der horizontale Spalt 22 der Düse 15 hat zwischen Bodenwand 20 und parallel dazu
verlaufender Wand 23 einen Spaltabstand s
x, während der vertikale Spalt 24 mit dem Spaltabstand s₂ durch die Stirnseite der
Wand 23 und die Innenseite der vorderen Begrenzungswand 16 gebildet ist. Pfeil 25
gibt die Richtung der Zuluft an, Pfeil 26 die Richtung des Wandstrahles und Pfeil
27 die Austrittsrichtung des Luftstromes, der den Rollwirbel 28 ausbildet. Der Wandblasstrahl
26 strömt an der Außenfläche der Haubenbodenwand 20 entlang in einem Winkel O nach
hinten zur Absaugfläche, während der Rollwirbel 28 den Austritt von Dunst nach vorne
verhindert und die Luftströmung des Rollwirbels den aufsteigenden Dunst in Richtung
des Wandstrahles in diesen einführt.
[0024] Die Anordnung der Umlenkvorrichtung und die Ausbildung der Randwirbel beim Ablösen
des Luftstromes von der Umlenkvorrichtung ist in Fig. 5 schematisch in Aufsicht dargestellt.
Die vertikale Vorderwand 29 der Haube weist in Blasrichtung an den beiden Ecken angeordnete
Umlenkelemente 30, 31 auf, die keilförmig ausgebildet sind und deren Hypotenusen schräg
nach innen gerichtet sind. Der Wandblasstrahl 32 wird durch die Flächen der Umlenkelemente
30 und 31 in Pfeilrichtung 33 nach innen abgelenkt, löst sich dann von den Elementen
30 und 31 und bildet als Wirbelstrahl 34 einen linken und einen rechten Randwirbel
aus. Die Umlenkelemente 30, 31 sind in den Figuren 6 und 7 näher dargestellt, wobei
Fig. 6 die Aufsicht und Fig. 7 die Frontansicht des Elementes 31 zeigt. Mit 35 ist
hierbei die Außenbegrenzung und mit 36 die schräg nach innen gerichtete Umlenkfläche
bezeichnet, wobei die Flächen 35 und 36 einen Umlenkwinkel O
u miteinander ausbilden. Die Dicke der Umlenkelemente 30, 31 ist in Fig. 7 mit D bezeichnet,
die Strecke des Blasspaltes mit d
x, wobei gilt:

[0025] Die Ausbildung des Vorderkantenwirbels 37 und dessen Einfluß auf die von der Dampfquelle
aufsteigenden und durch die Absaugvorrichtung entfernten Strömung ist in Fig. 8 dargestellt.
Die Absaugung erfolgt mit Hilfe des Wandblasstrahles und des Vorderkantenwirbels zwischen
zwei seitlichen Begrenzungen, die durch die Seitenwirbel ausgebildet werden.
[0026] Bei der Darstellung nach Fig. 9 ist die Dunstabzugshaube in schematischer, perspektivischer
Darstellung mit 38 angedeutet. Auf der Haubenvorderseite sind mit 39, 40 die Kammspaltzinken
und mit 41, 42 die Umlenkvorrichtungen dargestellt. Die Helikalströmungen 43, 44,
45, 46 verlaufen in der Richtung des Wandblasstrahles von der Haubenvorderseite 47
zur Haubenrückseite 48. Die Helikalwirbel sind mit Pfeilen angedeutet, wobei jeweils
zwei benachbarte Wirbel unterschiedliche Drehrichtung haben. Ferner sind die Helikalströmungen
43 bis 46 durch Querstromwirbel 49 miteinander gekoppelt, so daß die Helikalwirbel
43 und 46 die seitliche Begrenzung des Dunststromes und der Querwirbel 49 die Vorderseite
des Dunststromes begrenzen.
[0027] Eine Ausführungsform der erfindungsgemäßen Dunstabzugshaube ist im Schnitt in Fig.
10 mit 50 dargestellt. Das Haubenteilgehäuse 51 nimmt einen Radiallüfter 52 auf, der
einem Abzugsfilter 53 am Boden der Haube 50 zugeordnet ist. Das zweite Haubenteilgehäuse
54 weist einen Querstromlüfter 55 auf, der Luftströmung in Pfeilrichtung durch den
Kanal 56 an die Blasdüse 57 am vorderen, unteren Haubenende liefert. Der Zuströmspalt
dieser Blasdüse mit dem Spaltabstand S1 ist mit 58, der Wandblasstrahlspalt mit dem
Spaltabstand S3 mit 59 und der Rollwirbelspalt mit dem Spaltabstand S2 mit 60 bezeichnet.
1. Dunstabzugshaube für den Einsatz über einer Kochstelle, Staub- oder Dunstquelle, mit
einem Ansauggebläse, einer Filteranordnung, Luftführungen und einem zusätzlichen Gebläse
mit einer an der Haubenunterseite angeordneten Ausblasdüse zur Erzeugung eines vom
vorderen Haubenrand zur Absaugfläche bzw. zum Filter hin gerichteten und den Dunststrom
ansaugenden und zur Absaugfläche mitreißenden horizontalen Wandblasstrahl, dadurch gekennzeichnet, daß Mittel (8, 10, 11, 12) im Bereich der Ausblasdüse (15; 57) vorgesehen sind, durch
die der Wandblasstrahl eine schraubenlinienförmige (helikale) Strömung erhält.
2. Dunstabzugshaube nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das zusätzliche Gebläse
(55) ein Querstromlüfter am Eingang zu einem Luftkanal (56) ist, an dessen Ausgang
die Ausblasdüse (57) angeordnet ist.
3. Dunstabzugshaube nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Ausblasdüse
(57) am vorderen, unteren Haubenrand (59), die die Blasluft als Wandstrahl erzeugt,
als Kammspalt (8) ausgebildet ist, der eine in Richtung des Wandstrahles verlaufende
Helikalströmung erzeugt.
4. Dunstabzugshaube nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß der Kammspalt (8) an
einer Fläche (10) eben und an der gegenüberliegenden, den Spalt ausbildenden Fläche
(9) mäanderförmig (11, 12) ausgebildet ist, wobei die mäanderförmige Ausbildung (11,
12) vorzugsweise an der Unterseite des Bodens (20) der Dunstabzugshaube vorgesehen
ist.
5. Dunstabzugshaube nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Vorrichtung (15; 57, 58, 60) zur Ausbildung eines Rollwirbels (28) an der Vorderkante
der Dunstabzugshaube vorgesehen ist, wobei die Vorrichtung vorzugsweise eine Doppelspaltdüse
(15; 57) ist.
6. Dunstabzugshaube nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Doppelspaltdüse
einen größeren Spalt (S3) parallel zur Bodenseite der Dunstabzugshaube und einen kleineren
Spalt (S2) rechtwinklig hierzu und in vertikaler Richtung aufweist.
7. Dunstabzugshaube nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß eine
Vorrichtung (41, 42) zur Begrenzung des seitlichen Randes des Wandblasstrahles vorgesehen
ist, die vorzugsweise aus zwei einander gegenüberliegenden Führungselementen (41,
42) an beiden seitlichen Düsen besteht, welche an den einander zugewandten Seiten
schräg nach innen und hinten in der Dunstabzugshaube verlaufend ausgebildet sein können.
8. Dunstabzugshaube nach Anspruch 3 und 5 oder einem der folgenden Ansprüche, dadurch
gekennzeichnet, daß eine helikale Strömung aufgrund des Kammspaltes (8) und Rollwirbel
mit Wandstrahl aufgrund der Doppelspaltdüse (15; 57) miteinander kombiniert in der
Dunstabzugshaube vorgesehen sind, wobei vorzugsweise die helikale Strömung aufgrund
des Kammspaltes (8), Rollwirbel und Wandstrahl aufgrund der Doppelspaltdüse (15; 57),
und Randwirbel aufgrund der Umlenkung (41, 42) miteinander kombiniert sind.
9. Verfahren zum Absaugen von Staub oder Dunst mittels einer über einer Kochstelle, Staub-
oder Dunstquelle angeordneten Dunstabzugshaube, bei dem mittels Ansauggebläse Luft
über eine Luftführung innerhalb der Haube zum vorderen unteren Haubenrand und über
eine dort befindliche Ausblasdüse als Wandblasstrahl an der Haubenbodenseite zur Absaugvorrichtung
geführt wird, dadurch gekennzeichnet, daß im Bereich der Ausblasdüse helikale Strömungswirbel
erzeugt werden, die parallel zueinander abwechselnd gegenläufig rotierend in Richtung
des Wandblasstrahles zur Absaugvorrichtung geblasen werden, wobei insbsondere jeweils
zwei benachbarte helikale Strömungswirbel am vorderen unteren Haubenrand durch eine
Querwirbelströmung miteinander zu einem U-förmigen Strömungswirbel (Hufeisenform)
kombiniert werden, und wobei vorzugsweise am vorderen unteren Haubenrand ein von der
Ausblasdüse nach unten und innen gerichteter Rollwirbel (Vorderkantenwirbel) über
die Breite der Haube erzeugt wird.
10. Verfahren nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß unterhalb der Seitenfläche
der Haube Seitenwirbel erzeugt werden, die die weiter innen bestehenden Wirbel begrenzen,
wobei die Seitenwirbel vorzugsweise dadurch erzeugt werden, daß der Wandblasstrahl
am vorderen, unteren Haubenende über eine kurze Strecke schräg nach innen gerichtet
wird, und daß die Seitenwirbel durch Ablösen des Luftstromes von diesen Führungen
ausgebildet werden.