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Dokumentenidentifikation DE102004021525A1 08.12.2005
Titel Vorrichtung zur Luftzirkulation in einem Behandlungsraum für Lebensmittel
Anmelder Wilhelm Fessmann GmbH u. Co. KG, 71364 Winnenden, DE
Erfinder Fessmann, Ulrich, 71364 Winnenden, DE;
Huschka, Fabian, 71364 Winnenden, DE;
Eisenschmid, Ralph, 71672 Marbach, DE
Vertreter Wolf & Lutz, 70193 Stuttgart
DE-Anmeldedatum 03.05.2004
DE-Aktenzeichen 102004021525
Offenlegungstag 08.12.2005
Veröffentlichungstag im Patentblatt 08.12.2005
IPC-Hauptklasse F04D 29/44
IPC-Nebenklasse A23B 4/044   F24F 7/007   
Zusammenfassung Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftzirkulation in einem Behandlungsraum (12) für Lebensmittel mit einem motorisch angetriebenen Lüfterrad (30) zum axialen Ansaugen von Luft aus dem Behandlungsraum (12) und Auswerfen der Luft in der Lüfterradebene in einen Druckraum (14). Zur drallfreien radialen Ausrichtung der Luftströmung wird vorgeschlagen, dass das Lüfterrad (30) von einem stillstehenden Leitschaufelrad (18) in dem Druckraum (14) umgeben ist.

Beschreibung[de]

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Luftzirkulation in einem Behandlungsraum für Lebensmittel mit einem motorisch angetriebenen Lüfterrad zum axialen Ansaugen von Luft aus dem Behandlungsraum und Auswerfen der Luft in der Lüfterradebene in einen Druckraum.

Bei Behandlungsanlagen für Lebensmittel, beispielsweise Räucherkammern kann durch einen zwangsgeförderten Umluftstrom das Behandlungsgut mit den in der Luft mitgeführten Stoffen beaufschlagt werden. Dabei soll unabhängig vom Beaufschlagungsort eine möglichst gleichmäßige Einwirkung erreicht werden. Hierfür wird üblicherweise ein Radiallüfter eingesetzt, welcher die ausgestoßene Luft jedoch in Drehung versetzt, so dass auch im Behandlungsraum ungleichmäßige Strömungsverhältnisse nur schwer zu vermeiden sind.

Ausgehend hiervon liegt der Erfindung die Aufgabe zugrunde, die im Stand der Technik aufgetretenen Nachteile zu beheben und eine Vorrichtung der eingangs angegebenen Art dahingehend zu verbessern, dass in kompakter Bauform eine günstige Einstellung der Luftverteilungsverhältnisse möglich ist.

Zur Lösung dieser Aufgabe wird die im Patentanspruch 1 angegebene Merkmalskombination vorgeschlagen. Vorteilhafte Ausgestaltungen und Weiterbildungen der Erfindung ergeben sich aus den abhängigen Ansprüchen.

Die Erfindung geht von dem Gedanken aus, eine homogene Radialströmung zu erzeugen. Dementsprechend wird erfindungsgemäß vorgeschlagen, dass das Lüfterrad von einem stillstehenden Leitschaufelrad zur drallfreien radialen Ausrichtung der Luftströmung in dem Druckraum umgeben ist. Dadurch ist es auch unter beengten Platzverhältnissen möglich, einen ursprünglichen Drall der lüfterseitig ausgeworfenen Luft zu kompensieren, so dass an jeder Umfangsstelle eine weitgehend radial ausgerichtete Luftströmung zur Verfügung steht. Diese kann dann mit einfachen Maßnahmen homogen, d.h. mit hoher Gleichmäßigkeit in Bezug auf Druck und Geschwindigkeit weitergeleitet werden, ohne dass aufwändige und verlustbehaftete Verteilsysteme oder Beruhigungsstrecken erforderlich wären.

Vorteilhafterweise ist das Leitschaufelrad koaxial zu dem Lüfterrad raumfest angeordnet.

Denkbar ist es auch, dass das Leitschaufelrad aus mehreren in Durchströmrichtung zusammenwirkenden konzentrischen Leitschaufelringen zusammengesetzt ist. Durch entsprechend verlängerte Leitschaufeln ist es auch möglich, die erzeugte drallfreie Radialströmung weitgehend verlustfrei in vorgegebene Richtungen gezielt weiterzuleiten bzw. umzulenken.

Für eine winkelunabhängige Strömungsverteilung ist es von Vorteil, wenn die Leitschaufeln des Leitschaufelrads in dessen Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind.

Um einen radialen Auswurf zu erreichen, ist es günstig, wenn die Leitschaufeln des Leitschaufelrads zylindrisch gekrümmt sind.

Um eine möglichst verlustfreie Durchleitung zu erreichen, sollte der Strömungseintrittswinkel des Leitschaufelrads dem Strömungsaustrittswinkel des Lüfterrads entsprechen.

Zur Beeinflussung der Auslassgeschwindigkeit kann der lichte Strömungsquerschnitt zwischen den Leitschaufeln des Leitschaufelrads in Durchströmrichtung im Sinne eines Diffusors oder Konfusors erweitert oder verengt sein.

Für die weitere Nutzung der erzeugten drallfreien Strömung kann ausströmseitig von dem Leitschaufelrad ein Luftverteiler oder Kanal angeordnet sein.

In baulich vorteilhafter Ausführung sind das Lüfterrad und das Leitschaufelrad in dem Druckraum angeordnet und durch eine Begrenzungswand von dem Behandlungsraum getrennt. Dabei ist es vorgesehen, dass die aus dem Behandlungsraum angesaugte Luft als Umluftströmung über den Druckraum in den Behandlungsraum zurückgeführt wird.

Aufgrund der homogenen Strömungsverteilung genügt es, wenn der Druckraum über einfache Wanddurchbrüche, insbesondere Schlitze in den Behandlungsraum mündet.

Eine bevorzugte Anwendung sieht vor, dass der Behandlungsraum durch eine Räucher-, Koch-, Back- oder Klimakammer einer Lebensmittelbehandlungsanlage gebildet ist. Allgemein betrifft die Erfindung jegliche Form der thermischen Lebensmittelbehandlung wie Pasteurisieren, Sterilisieren, Garen, (Intensiv)Kühlen. Gegenstand der Erfindung ist auch eine mit Lüfter- und Leitschaufelrad ausgestattete Lebensmittelbehandlungsanlage.

Im Folgenden wird die Erfindung anhand eines in der Zeichnung schematisch dargestellten Ausführungsbeispiels näher erläutert. Es zeigen

1 eine Behandlungsanlage für Lebensmittel mit einem Ventilator zur Luftzirkulation in einem Vertikalschnitt; und

2 einen Horizontalschnitt in der Schnittlinie 2-2 der 1.

Die in der Zeichnung dargestellte Anlage besteht im Wesentlichen aus einem Gehäuse 10 zur Begrenzung eines Behandlungsraums 12 und eines davon gesonderten Druckraums 14 sowie einer Ventilatorvorrichtung 16 mit Leitschaufelrad 18 zur Erzeugung einer zirkulierenden Luftströmung 20, 22 in dem Behandlungsraum 12.

Wie aus 1 ersichtlich, können Lebensmittel, insbesondere Wurstwaren 24 auf einem Transportwagen 26 in den Behandlungsraum 12 zur Räucher- oder Kochbehandlung eingestellt werden. Die Luft/Rauchumwälzung erfolgt dabei über ein mittels Motor 28 angetriebenes Lüfterrad 30, welches Luft 22 aus dem Behandlungsraum 12 axial ansaugt und in der Lüfterradebene über das Leitschaufelrad 18 in den Druckraum 14 ausstößt. Der Druckraum 14 ist durch eine untere Begrenzungswand 32 von dem Behandlungsraum 12 getrennt, wobei beispielsweise schlitzförmige Wanddurchbrüche 34 als Auslass vorgesehen sind. Entsprechend kann über die aus dem Druckraum 14 ausströmende Luft 20 eine Umluftströmung für die Warenbehandlung in dem Behandlungsraum 12 aufrechterhalten werden.

Wie auch aus 2 ersichtlich, ist das Leitschaufelrad 18 außenseitig koaxial zu dem kleineren Lüfterrad 30 angeordnet. Dabei dreht das Lüfterrad 30 um die Drehachse 36 entsprechend Pfeil 38 in 2, während das Leitschaufelrad 18 stillstehend bzw. raumfest angeordnet ist. Das Leitschaufelrad 18 greift an seiner Eintrittsseite 40 die von Lüfterrad 30 ausgeworfene Luft ab und richtet diese ausströmseitig in einer drallfreien Strömung 42 im Wesentlichen radial aus.

Zu diesem Zweck weist das Leitschaufelrad 18 eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordneten Leitschaufeln 44 auf. Diese sind in nichtkreisförmigen Zylinderflächen bogenförmig gekrümmt, wobei die Schaufelaustrittsenden gerade, d. h. in radialer Richtung enden. Die Schaufeleintrittsflächen sind dabei so abgekrümmt, dass der Strömungseintrittswinkel des Leitschaufelrads 18 dem Strömungsaustrittswinkel des Lüfterrads 30 entspricht. In dem gezeigten Ausführungsbeispiel sind die Lüfterradschaufeln 46 rückwärts gekrümmt, wobei der Strömungsaustrittswinkel aus der Eulerschen Hauptgleichung in Abhängigkeit von der Umfangsgeschwindigkeit des Lüfterrads 30 ermittelt werden kann. Um eine Diffusorwirkung zu erzielen, erweitert sich der lichte Strömungsquerschnitt zwischen den Leitschaufeln 44 in Durchströmrichtung nach außen.

Auf diese Weise steht an jeder Umfangsstelle des Leitschaufelrads 18 eine drallfreie Radialströmung zur Verfügung, die durch geeignete Luftverteilungsmittel mit hoher Gleichmäßigkeit in Bezug auf Druck und Geschwindigkeit in vordefinierten Volumenströmen verteilt werden kann. Zu diesem Zweck bildet der Druckraum 14 durch seine Seitenwände 48 einen Kanal 50, der die Luft zu den Wanddurchbrüchen 34 hin umlenkt. Dort erfolgt ein Ausstoß nach unten in den Behandlungsraum 12, wobei entsprechend der gleichmäßigen Luftströmung eine homogene Behandlung der Lebensmittel 24 weitgehend unabhängig vom Behandlungsort erreicht wird.


Anspruch[de]
  1. Vorrichtung zur Luftzirkulation in einem Behandlungsraum (12) für Lebensmittel mit einem motorisch angetriebenen Lüfterrad (30) zum axialen Ansaugen von Luft aus dem Behandlungsraum (12) und Auswerfen der Luft in der Lüfterradebene in einen Druckraum (14), dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (30) von einem stillstehenden Leitschaufelrad (18) zur drallfreien radialen Ausrichtung der Luftströmung in dem Druckraum (14) umgeben ist.
  2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitschaufelrad (18) koaxial zu dem Lüfterrad (30) raumfest angeordnet ist.
  3. Vorrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass das Leitschaufelrad (18) aus mehreren in Durchströmrichtung zusammenwirkenden konzentrischen Leitschaufelringen zusammengesetzt ist.
  4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (44) des Leitschaufelrads (18) in dessen Umfangsrichtung gleichmäßig verteilt angeordnet sind.
  5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass die Leitschaufeln (44) des Leitschaufelrads (18) zylindrisch gekrümmt sind.
  6. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass der Strömungseintrittswinkel des Leitschaufelrads (18) dem Strömungsaustrittswinkel des Lüfterrads (30) entspricht.
  7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass der lichte Strömungsquerschnitt zwischen den Leitschaufeln (44) des Leitschaufelrads (18) sich in Durchströmrichtung erweitert oder verengt.
  8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, dadurch gekennzeichnet, dass ausströmseitig von dem Leitschaufelrad (18) ein Luftverteiler oder Kanal (50) zum gezielten Verteilen oder Umlenken der erzeugten Radialströmung (42) angeordnet ist.
  9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüfterrad (30) und das Leitschaufelrad (18) in dem Druckraum (14) angeordnet und durch eine Begrenzungswand (32) von dem Behandlungsraum (12) getrennt sind.
  10. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass die aus dem Behandlungsraum (12) angesaugte Luft als Umluftströmung über den Druckraum (14) in den Behandlungsraum (12) zurückgeführt wird.
  11. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass der Druckraum (14) über Wanddurchbrüche, insbesondere Schlitze (34) in den Behandlungsraum (12) mündet.
  12. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, dadurch gekennzeichnet, dass der Behandlungsraum (12) durch eine Räucher-, Koch-, Back-, Gar-, Pasteurisier-, Sterilisier-, Kühl- oder Klimakammer einer Lebensmittelbehandlungsanlage gebildet ist.
  13. Anlage zur thermischen Behandlung von Lebensmitteln mit einer Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche.
Es folgt ein Blatt Zeichnungen






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