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Dokumentenidentifikation DE202004017333U1 20.04.2006
Titel Stallentlüftung
Anmelder Ziehl-Abegg AG, 74653 Künzelsau, DE
Vertreter Samson & Partner, Patentanwälte, 80538 München
DE-Aktenzeichen 202004017333
Date of advertisement in the Patentblatt (Patent Gazette) 20.04.2006
Registration date 16.03.2006
Application date from patent application 09.11.2004
IPC-Hauptklasse F24F 7/06(2006.01)A, F, I, 20051017, B, H, DE
IPC-Nebenklasse A01K 1/00(2006.01)A, L, I, 20051017, B, H, DE   

Beschreibung[de]
GEBIET DER ERFINDUNG

Die vorliegende Erfindung bezieht sich allgemein auf die Stallentlüftung, und beispielsweise auf eine Stallentlüftungseinrichtung und auf einen mit einer Stallentlüftung ausgerüsteten Stall.

HINTERGRUND DER ERFINDUNG

Tierhaltung ist in der Regel mit Geruchsemissionen verbunden, wobei die Gerüche hauptsächlich von Ausscheidungen der Tiere herrühren. In vielen Ländern gibt es gesetzliche oder von Privatverbänden herausgegebene Regelungen, welche für eine ausreichende Luftreinhaltung und einen angemessenen Schutz von in der Nachbarschaft von Stallanlagen lebenden Anwohnern sorgen sollen. In diesem Zusammenhang sind beispielsweise zu nennen die "Technische Anleitung zur Reinhaltung der Luft 2002" (TA Luft), welche einschlägige Richtlinien der EU, wie z.B. die Richtlinien zur Luftqualität und über die integrierte Vermeidung und Verminderung der Umweltverschmutzung (IVU) in deutsches Recht umsetzt, sowie VDI-Richtlinien für die Emissionsminderung im Zusammenhang mit Tierhaltung, welche Ausdruck fachlicher Mehrheitsmeinung sind (z.B. die VDI-Richtlinie 3471 für die Emissionsminderung im Zusammenhang mit Schweinehaltung).

Eine Schwierigkeit für die Bestimmung der Zumutbarkeitsgrenze bei derartigen Geruchsbeeinträchtigungen liegt darin, daß es eine naturwissenschaftlich eindeutige Kenngröße lediglich für die sog. "Geruchsschwelle" gibt, d.h. diejenige Geruchsstoffkonzentration, die bei einem repräsentativen Personenkreis gerade noch eine Geruchswahrnehmung auslöst. Diese Schwelle wird auch als "Geruchszahl 1" bezeichnet. Darüber, mit welchem Faktor (also welcher Intensität), welcher Häufigkeit und welcher Lästigkeit (abhängig vom speziellen Geruchscharakter) Geruchsstoffkonzentrationen zumutbar sind, gibt es keine gesetzlich festgelegten Maßstäbe, geschweige denn einheitliche Maßstäbe in verschiedenen Ländern der Europäischen Union. In der Praxis wird die Zumutbarkeitsgrenze häufig im Bereich von 3–10 Geruchseinheiten angesiedelt. Treten höhere Geruchsstoffkonzentrationen in mehr als 5% der Jahresstunden auf, so wird dies typischerweise als nicht mehr zumutbare Geruchsbeeinträchtigung angesehen. Generell gilt, daß in bereits belasteten Gebieten (z.B. einem Dorf mit bereits vorhandener Geruchsemission) höhere Beeinträchtigungen durch Nachbarn hinzunehmen sind als in unbelasteten Gebieten (z.B. einem reinen Wohngebiet).

Abgesehen von dieser relativ großen Bandbreite bei der Definition einer Zumutbarkeitsgrenze hängen die im Einzelfall erforderlichen Maßnahmen zur Beschränkung von Geruchsfreisetzungen von einzelfallbezogenen Parametern ab, so etwa der Tierart, der Anzahl der im Stall gehaltenen Vieheinheiten, der Art der Entmistung und Mistlagerung, der Art einer etwaigen Abluftbehandlung, sowie geographischen Standorteinflüssen (Windverhältnisse, Geländeform, Bebauungssituation etc.). Näheres hierzu läßt sich der genannten TA Luft, der VDI-Richtlinie 3471 (und entsprechenden VDI-Richtlinien für andere Tierarten), sowie beispielsweise den Literaturstellen Z. Peschau, "Geruchsfreisetzungen und Geruchsbewertungen im Bereich der Landwirtschaft aus emissionsschutzrechtlicher Sicht", http://www.hlbs.de/hlbs_db/owa/wt_show.text_page? p_text_id = 148&p_flag = (hlbs) (undatiert); E. Grimm "Zur Neufassung der TA Luft 2002", http://www.ktbl.de/recht/ta_luft.htm (undatiert); und A. Rühling et al. "FuE-Vorhaben Modellierung des Ausbreitungsverhaltens von luftfremden Schadstoffen/Gerüchen bei niedrigen Quellen im Nahbereich", Dezember 1998, http://www.lohmeyer.de/literatur/2043_ber.pdf, entnehmen.

Die VDI-Richtlinie 3471 versucht beispielsweise einen Teil dieser verschiedenen Parameter in einer Abstandsregelung zu erfassen, indem sie in Abhängigkeit von einer – viele dieser Parameter erfassenden Punktebewertung – sowie der Bestandsgröße des Stalls einen Mindestabstand angibt, der von einer Stallanlage beispielsweise zu einer Wohnbebauung einzuhalten ist. In diese Punktbewertung fließt auch die sog. "effektive Quellhöhe" der Abluftemission ein, die sich als Summe der Höhe des Abluftaustritts und einer sog. Abluftfahnenüberhöhung ergibt. Die VDI-Richtlinie 3471 empfiehlt die Abluftfahnenüberhöhung so zu wählen, daß unter kritischen Witterungsverhältnissen eine effektive Quellhöhe von mindestens 10 m erreicht wird. Bei den in der Praxis üblichen Abluftsystemen ist die Abluftfahnenüberhöhung gering, so daß typischerweise eine Kaminhöhe (d.h. Höhe des Abluftaustritts) im Bereich von 10 m gewählt wird.

Wie sich aus den obigen Ausführungen ergibt, läßt sich nicht ohne weiteres eine beispielsweise für alle Stallanlagen gültige Definition angeben, welche Höhe beispielsweise ein Abluftkamin haben muß, da ein solcher Parameter (wie die erforderliche Kaminhöhe) nicht nur von komplexen – und damit schwer zu erfassenden – physikalischen, meteorologischen, topographischen und wahrnehmungsphysiologischen Parametern abhängt, sondern auch von politischen, rechtlichen und administrativen Vorgaben, die sich von Ort zu Ort unterscheiden und auch zeitlich ändern können. Gleichwohl läßt sich feststellen, daß eine bestimmte betrachtete Stallanlage nur genehmigt werden kann, wenn gewisse bauliche Voraussetzungen vorliegen (z.B. der oder die Abluftkamine eine gewisse Höhe haben), und daß bei Abänderung dieser baulichen Voraussetzungen in Richtung einer Zunahme der Geruchsbelästigung (z.B. bei Verringerung der genannten Abluftkaminhöhe) eine Genehmigungsfähigkeit nicht mehr gegeben ist.

ZUSAMMENFASSUNG DER ERFINDUNG

Die Erfindung betrifft eine Stallentlüftungseinrichtung. Diese umfaßt einen Abluftkamin zur Abführung geruchsstoffbeladener Stalluft, einen Axialventilator, der im Abluftkamin angeordnet ist, und ein Nachleitrad, das nach dem Axialventilator im Abluftkamin angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die Drallströmung der aus dem Axialventilator austretenden Abluft zu verringern.

Ein weiterer Aspekt betrifft einen Stall, der für die Haltung einer bestimmten Anzahl von Vieheinheiten ausgebaut ist, und der mit einer Stallentlüftung ausgerüstet ist, die zur Abführung der in diesem Stall anfallenden geruchsstoffbeladenen Stalluft ausgelegt ist. Die Stallentlüftung weist eine oder mehrere Stallentlüftungseinrichtungen mit folgenden Merkmalen auf: einem Abluftkamin zur Abführung geruchsstoffbeladener Stalluft, einem Axialventilator, der im Abluftkamin angeordnet ist, einem Nachleitrad, das nach dem Axialventilator im Abluftkamin angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die Drallströmung der aus dem Axialventilator austretender Abluft zu verringern.

Durch den Einsatz des Nachleitrads wird der effektive Quellhöhe des Abluftkamins erhöht, und diese Quellhöhenerhöhung ermöglicht eine Verringerung der Kaminhöhe ohne Zunahme von Geruchsbelästigung. Bei den im folgenden beschriebenen Ausführungsformen ist – in Ausnutzung dieser Möglichkeit – die Höhe des Abluftkamins derart verringert, daß eine entsprechende Stallentlüftungseinrichtung mit einem solchen Abluftkamin verringerter Höhe, jedoch ohne Nachleitrad, im Hinblick auf Geruchsbelästigung nicht genehmigungsfähig wäre.

Weitere Merkmale sind in den offenbarten Einrichtungen implizit enthalten oder werden für den Fachmann aufgrund der folgenden detaillierten Beschreibung von Ausführungsformen und der angefügten Zeichnung ersichtlich.

KURZE BESCHREIBUNG DER ZEICHNUNG

Ausführungsformen der Erfindung werden nun beispielhaft und unter Bezugnahme auf die angefügte Zeichnung beschrieben, in der:

1 einen beispielhaften Axialventilator einer Stallentlüftungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt;

2 ein beispielhaftes Nachleitrad einer Stallentlüftungseinrichtung gemäß einer Ausführungsform zeigt;

3 einen beispielhaften Abluftkamin mit Axialventilator und Nachleitrad zeigt;

4 schematisch einen Stall mit einer Ausführungsform einer Stallentlüftungseinrichtung, im Vergleich zu ähnlichen Stallentlüftungseinrichtungen des Standes der Technik veranschaulicht, insbesondere im Hinblick auf unterschiedliche Kaminhöhen.

BESCHREIBUNG DER BEVORZUGTEN AUSFÜHRUNGSFORMEN

1 zeigt einen beispielhaften Axialventilator einer Stallentlüftungseinrichtung. Vor einer detaillierten Beschreibung der 1 folgen zunächst verschiedene Erläuterungen zu den Ausführungsformen.

Die beschriebenen Ausführungsformen betreffen eine Stallentlüftungseinrichtung bzw. einen mit einem oder mehreren solchen Stallentlüftungseinrichtungen ausgestatteten Stall. Die gezeigten Ausführungsformen der Stallentlüftungseinrichtung weisen einen Abluftkamin zur Abführung geruchsstoffbeladener Stalluft auf. In dem Abluftkamin ist zur Erzielung einer Zwangsbelüftung eine Axialventilator angeordnet. Anders als bei im Stand der Technik bekannten Stallentlüftungseinrichtungen ist nach dem Axialventilator im Ablaufkamin ein Nachleitrad angeordnet.

Ein derartiges Nachleitrad verringert die sog. Drallströmung, welche die von einem Axialventilator ausgeblasene Luft üblicherweise aufweist. Derartige Anordnungen von Axialventilator und Nachleitrad sind beispielsweise aus Auswendungen in der Kältetechnik bekannt, bei denen es darum geht, kühle Luft frei in einen zu kühlenden Raum unter Erzielung einer möglichst großen Wurfweite auszublasen.

Im Zusammenhang mit der vorliegenden Erfindung wurde nun erkannt, daß die Ausrüstung eines in einem Abluftkamin einer Stallentlüftungseinrichtung angeordneten Axialventilators mit einem derartigen Nachleitrad aufgrund der dadurch erzielten Drallströmungsverringerung vorteilhaft ist. Und zwar vergrößert die Ausrüstung des Abluftkamins mit dem darin befindlichen Axialventilator mit Nachleitrad die Abluftfahnenüberhöhung und damit – bei vorgegebener Kaminhöhe bzw. Höhe des Abluftaustritts – eine größere effektive Quellhöhe (Anmerkung: Im folgenden wird der Einfachheit angenommen, daß sich der Abluftaustritt am höchsten Punkt des Kamins befindet, so daß Abluftaustritts-Höhe und Kaminhöhe gleich sind; bei anderen Ausführungsformen, bei denen dies nicht der Fall ist, ist unter dem im folgenden verwendeten Begriff "Kaminhöhe" die "Höhe des Abluftaustritts" zu verstehen).

Die größere Abluftfahnenüberhöhung durch Einsatz eines Nachleitrads ist vermutlich dadurch zu erklären, daß die Verringerung der Drallströmung zu einer geringeren inneren Reibung in der ausströmenden Abluft und auch zu einer geringeren Reibung an der Kaminwandung führt, so daß sich bei gleicher (oder sogar geringerer) Leistungsaufnahme des Axialventilators eine höhere Strömungsgeschwindigkeit am Abluftaustritt und – zusätzlich zu dem, was die reine Strömungsgeschwindigkeitserhöhung allein erwarten ließe – eine vergrößerte Wurfweite der ausgetretenen Abluft ergibt.

Grundsätzlich ist der Einsatz eines solchen Nachleitrads bei ansonsten ungeänderter Gestaltung einer Stallentlüftungseinrichtung sinnvoll, da hierdurch ein (ggf. zusätzlicher) Sicherheitsabstand über der Belästigungsgrenze geschaffen werden kann. Es wurde jedoch weiterhin erkannt, daß bei einer Ausrüstung mit einem Nachleitrad – im Gegenzug zu der Vergrößerung der Abluftfahnenüberhöhung – die Kaminhöhe verringert werden kann. Da – wie in der Einleitung erläutert wurde, die jeweils erforderliche Kaminhöhe – und damit auch deren mögliche Verringerung – von physikalischen, topographischen, bebauungsbedingten, verwaltungsbezogenen sowie rechtlichen Faktoren abhängig ist, läßt sich die Abluftkaminhöhe sowie deren mögliche Verringerung bei Einsatz eines Nachleitrads nicht für alle denkbaren Stallanlagten a priori definieren. Gleichwohl läßt sich feststellen, daß bei einer bestimmten betrachteten Stallanlage (mit einer bestimmten Viehart, einer bestimmten Anzahl von Vieheinheiten, einer bestimmten Anzahl von Abluftkaminen mit bestimmtem Querschnitt und bestimmtem Axialventilator, die auf einer bestimmten Drehzahl laufen, etc.) ohne Ausrüstung mit einem Nachleitrad eine bestimmte Mindest-Kaminhöhe erforderlich ist, um genehmigungsfähig zu sein. Bei einigen der Ausführungsformen ist nun die Höhe des Abluftkamins derart verringert, daß eine entsprechende Stallentlüftungseinrichtung mit einem solchen Abluftkamin verringerter Höhe, jedoch ohne Nachleitrad, im Hinblick auf Geruchsbelästigung nicht genehmigungsfähig wäre.

Der Absolutwert der Verringerung der Kaminhöhe hängt – wie gesagt – von verschiedenen Parametern des Einzelfalls ab, und läßt sich daher nicht allgemein, sondern nur beispielhaft angeben. Bei einigen Ausführungsformen beträgt die Verringerung beispielsweise 2 m, bei weiteren 3 m und noch weiteren 3,5 m oder mehr. Nimmt man beispielhaft an, daß bei einer entsprechenden Stallanlage ohne Nachleitrad eine Kaminhöhe von 10 m erforderlich wäre, um Genehmigungsfähigkeit zu erlangen, so betragen die Kaminhöhen bei den genannten Ausführungsformen 8 m, 7 m, bzw. 6,5 m oder weniger.

Grundsätzlich ist es möglich, im Abluftkamin kurz vor dem Abluftauslaß eine Düse (d.h. eine Querschnittsverengung) zur Erhöhung der Wurfweite vorzusehen. Allerdings wird hierbei – wenn es nicht zu einer Verringerung des Durchsatzes kommen soll – ein höherer Energieaufwand für die Zwangsbelüftung erforderlich. Bei den beschriebenen Ausführungsformen ist daher im Abluftkamin nach dem Nachleitrad keine Düse (oder sonstige Querschnittsverengung) zur Erhöhung der Wurfweite vorgesehen.

Grundsätzlich sind bei kleineren Stallanlagen auch Entlüftungen bekannt, bei denen die Abluft in Querrichtung aus dem Stall austritt. Bei den beschriebenen Ausführungsformen weist der Abluftkamin jedoch einen senkrechten Abluftauslaß auf. Die beschriebenen Ausführungsformen weisen auch keine Umlenkung nach dem Axialventilator und dem Nachleitrad auf; bei ihnen ist daher der (geradlinig verlaufende) Abluftkamin senkrecht angeordnet.

Bei einigen der Ausführungsformen ist das Nachleitrad am Axialventilator selbst befestigt. Bei anderen Ausführungsformen ist es am Abluftkamin befestigt, beispielsweise durch Befestigungsschrauben, welche von außen durch die Kaminwand hindurchgeführt sind.

Bei manchen der Ausführungsformen ist das Nachleitrad aus mehreren Segmenten zusammengesetzt, beispielsweise nach Art des in der deutschen Gebrauchsmusterschrift DE 202 08 554 U1 beschriebenen Nachleitrads. Ein solches, aus Segmenten zusammengebautes Nachleitrad läßt sich einfacher als ein einstückiges herstellen; außerdem ist es bei Beschädigung einer Leitschaufel nur erforderlich, statt des gesamten Nachleitrads nur die beschädigte Leitschaufel auszutauschen.

Bei den beschriebenen Ausführungsformen handelt es sich bei dem Ventilator um einen Niederdruck-Axialventilator, d.h. um einen Ventilator, bei dem ein relativ großer Volumenstrom bei nur relativ kleiner Druckerhöhung erzeugt wird. Bei einigen der Ausführungsformen handelt es sich um einen Ventilator mit einem kleinen Nabenverhältnis, z.B. einem Nabenverhältnis kleiner 0,4, beispielsweise ungefähr 0,3 (unter "Nabenverhältnis" versteht man das Verhältnis von Innendurchmesser zu Außendurchmesser des Laufrads) Niederdruck-Axialventilatoren der genannten Art und geeignete Nachleiträder sind im Handel erhältlich, so beispielsweise der Axialventilator der Baureihe FB050 (Laufraddurchmesser 500 mm) und ein Nachleitrad der Baugröße 500 der Fa. Ziehl-Abegg AG.

Nun zurückkehrend zu 1, zeigt diese eine Draufsicht und eine Seitenansicht eines beispielhaften Axialventilators 1, der in einigen der beschriebenen Ausführungsformen der Stallentlüftungseinrichtung zum Einsatz kommt. Der gezeigte Axialventilator 1 hat ein Laufrad 2 mit vier Flügeln 3 (die Zahl der Flügel 3 ist natürlich nur beispielhaft – bei anderen Ausführungsformen hat das Laufrad mehr oder weniger als die gezeigten vier Flügel). Zum Antrieb des Laufrads 2 dient ein zentral angeordneter Außenläufer-Elektromotor 4 (z.B. eine Asynchron- oder Synchronmaschine) mit einem Ständer (Stator) 5 und einem Läufer (Rotor) 6. Der Läufer 6 ist ein topfförmiger Außenläufer, welcher den innenliegenden Ständer 5 weitgehend überdeckt, so daß in 1 (Seitenansicht) nur ein Befestigungsflansch vom Ständer 5 zu sehen ist. Die Flügel 3 sind an der Außenwand des Läufers 6 befestigt. Zur Ansteuerung des Elektromotors 4 ist eine Ansteuerelektronik 7 vorgesehen, welche beispielsweise am Ständer 5 angeordnet sein kann. Zur Aufhängung des Axialventilators 1 im Abluftkamin einer Stallentlüftungseinrichtung ist ein Befestigungskorb 8 am Ständer 5 angebracht. Dieser ist aus mehreren, den Luftdurchtritt möglichst wenig einschränkenden Befestigungsarmen 9 aufgebaut, die bei manchen Ausführungsformen von einem umlaufenden Tragring (3) umfaßt sind. Bei dem Axialventilator 1 handelt es sich um einen Niederdruck-Axialventilator mit einem Nabenverhältnis kleiner 0,4 (das Nabenverhältnis ist das Verhältnis von Laufrad-Innendurchmesser d zum Laufrad-Außendurchmesser D). Bei dem beispielhaften Axialventilator 1 von 1 beträgt dieses ungefähr 0,31. Bei dem dargestellten Axialventilator 1 handelt es sich beispielsweise um einen Ventilator der Baureihe FB050 (Laufraddurchmesser 500 mm, vier Flügel) der Firma Ziehl-Abegg AG. Bei anderen Ausführungsformen findet beispielsweise ein Axialventilator der Baureihe FC063 (Laufraddurchmesser 630 mm, sieben Flügel) aus dem gleichen Hause Verwendung. Typische Betriebsdrehzahlen liegen im Bereich von 700 bis 1400 min–1 mit Volumenströmen im Bereich von typischerweise 4000 bis 20000 m3/h und Druckdifferenzen von 20 bis 140 Pa. Ein Axialventilator der Baureihe FC063 erzeugt beispielsweise bei einer Drehzahl von ungefähr 950 min–1 und einer Druckdifferenz von 60 Pa einen Volumenstrom von ungefähr 10000 m3/h. Natürlich sind die genannten und gezeigten Axialventilatoren samt deren Kenngrößen nur beispielhaft; jeder geeignete andere Axialventilator kann in Ausführungsformen der erfindungsgemäßen Stallentlüftungseinrichtung zur Anwendung gelangen.

2 zeigt in perspektivische Ansicht ein beispielhaftes Nachleitrad 10, das in den beschriebenen Ausführungsformen der Stallentlüftungseinrichtung eingesetzt ist. Das Nachleitrad 10 weist mehrere Leitschaufeln 11 (bei dem gezeigten Beispiel sind es dreizehn Leitschaufeln 11), die jeweils endseitig an Tragringen gehaltert sind, und zwar an einem Innenring 12 und einem Außenring 13. Die Tragringe 12, 13 weisen Aufsetzzapfen 14 auf. In Strömungsrichtung gesehen sind die Leitschaufeln 11 zur Axialrichtung hin gekrümmt, wobei die Querschnittsform der Leitschaufeln 11 radial abhängig sein kann (z.B. eine vom Radius abhängige Sehnenlänge aufweisen kann). Das Nachleitrad 10 wird nicht drehbar hinter dem Laufrad 2 eingebaut; die Leitschaufeln 11 bilden also ein stationäres Leitgitter. Dem geförderten Abluftstrom wird im Laufrad 2 des Ventilators 1 ein Drall erteilt. Durch das Nachleitrad 10 wird dieser Drall aus der Strömung herausgenommen oder zumindest wesentlich vermindert, so daß der Abluftstrom aus der Kombination von Ventilator 1 und Leitrad 10 als im wesentlichen parallele Transportströmung in den Abluftkamin übertritt. Ohne Nachleitrad würde nur ein Teil der in der Strömung steckenden kinetischen Energie als Meridianströmung (d.h. Axialströmung) vorliegen, ein zweiter beträchtlicher Teil würde in der Drallströmung stecken. Die in der Drallströmung steckende kinetische Energie würde im nachfolgenden Abluftkamin und auch nach dem Austritt der Abluft aus diesem durch innere Reibung aufgezehrt, würde also mechanisch verlorengehen. Die Ausrüstung des Axialventilators 1 mit dem Nachleitrad 10 bewirkt jedoch eine weitgehende Umsetzung der Drallströmung in Meridianströmung, also auch eine Umsetzung der in der Drallströmung steckenden kinetischen Energie in (zusätzliche) kinetische Energie der Meridianströmung. Die in der Meridianströmung steckende kinetische Energie ist dann nutzbare Energie für die nachfolgende Strömung im Abluftkamin; das Nachleitrad verringert also die genannten inneren Verluste. Bei im wesentlichen gleichbleibender Leistungsaufnahme des Axialventilators 1 führt dessen Ausrüstung mit dem Nachleitrad 10 so zu ganz beträchtlichen Erhöhungen der nach dem Ventilator bzw. nach der Ventilator-Nachleitradkombination auf der Achse gemessenen Luftgeschwindigkeit; gemessen wurde beispielsweise eine Geschwindigkeitserhöhung um einen Faktor 2 bis 3 in einem Bereich von 1 m bis 10 m nach dem Ventilator.

Bei dem in 2 beispielhaft gezeigten Nachleitrad 10 handelt es sich z.B. um ein Nachleitrad der Baureihe BD650 (für Ventilatoren mit einem Durchmesser von 630 mm) der Firma Ziehl-Abegg AG, dessen Leitschaufeln 11 z.B. aus glasfaserverstärktem Kunststoff gefertigt sind. Andere Ausführungsformen des Nachleitrads sind aus zusammengesetzten Segmenten gefertigt, wobei jedes Segment beispielsweise einer Leitschaufel und einem Teil des Innenrings entspricht. Ein entsprechendes segmentiertes Nachleitrad ist beispielsweise in der DE 202 08 554 U1 beschrieben, deren Offenbarung hiermit, vor allem bezüglich des segmentartigen Aufbaus, durch Bezugnahme in die vorliegende Beschreibung aufgenommen wird.

3 zeigt eine Ansicht eines in Längsrichtung aufgeschnittenen, beispielhaften Abluftkamins 15, in dessen unterem Bereich der Axialventilator 1 mit nachgeordneten Nachleitrad 10 angeordnet sind. Der Abluftkamin 15 ist zylindrisch rohrförmig (gebildet z.B. durch ein Kunststoffrohr) und erstreckt sich in vertikaler Richtung. Er hat einen unteren Ablufteintritt 16 und einen Abluftaustritt 17, welcher zugleich das obere Ende des Abluftkamins 15 bildet. Der Abluftkamin 15 weist stromabwärts des Axialventilators 1 und Nachleitrads 10 keine Querschnittsverengung zur Erhöhung der Wurfweite (etwa in Form einer Weitwurfdüse) auf. Die Abluft tritt am Abluftaustritt 17 in vertikaler Richtung aus, es handelt sich also um einen "senkrechten Abluftauslaß".

Der Axialventilator 1 ist im Abluftkamin 15 befestigt; beispielsweise weist sein Befestigungskorb 8 (1) einen äußeren Tragring 18 auf, der mit Befestigungselementen 19 mit der Wand des Abluftkamins 15 verbunden ist. Bei den Befestigungselementen 19 handelt es sich beispielsweise um Schrauben, die von außen durch Bohrungen in der Wand des Abluftkamins 15 in den Tragring 18 geschraubt sind. Das Nachleitrad 10 ist mit Hilfe der Aufsetzzapfen 14 direkt auf dem Tragring 18 des Axialventilators 1 befestigt. Bei anderen Ausführungsformen (die beispielhaft ebenfalls in 3 veranschaulicht sind), ist auch das Nachleitrad 10 mit Befestigungselementen (hier bezeichnet mit "20") an der Wand des Abluftkamins 15 befestigt. Hierbei kann es sich z.B. wiederum um Schrauben handeln, welche von außen durch Bohrungen in der Wand des Abluftkamins 15 in den äußeren Tragring 13 des Nachleitrads 10 geschraubt sind. Bei anderen Ausführungsformen sind beide Befestigungsarten (Aufsetzzapfen 14 und die Befestigungselemente 20) miteinander kombiniert. Der Innendurchmesser des Abluftkamins 15 entspricht dem Außendurchmesser der Tragringe 13, 18.

4 veranschaulicht schematisch einen Stall 21 mit einer Ausführungsform einer Stallentlüftungseinrichtung (4a), im Vergleich zu entsprechenden Ställen 21', 21'' mit ähnlichen Stallentlüftungseinrichtung des Standes der Technik (4b und c), insbesondere im Hinblick auf unterschiedliche Kaminhöhen. Die Ställe 21, 21', 21'' sind jeweils mit einem Abluftkamin 15, 15', 15'' ausgerüstet. Dargestellt ist jeweils auch eine Abluftfahne 22, 22', 22''.

Bei der in 4a dargestellten Ausführungsform der Erfindung ist der Abluftkamin 15 – wie oben erläutert – mit einem dem Axialventilator 1 nachgeordneten Nachleitrad 10 ausgerüstet. Die Kaminhöhe beträgt hier H, beispielsweise 7 m. Aufgrund der oben geschilderten drallströmungsvermindernden Wirkung des Nachleitrads 10 kommt es bei dieser Ausführungsform der Erfindung zu einer relativ großen Abluftfahnenüberhöhung &Dgr;h, die hier beispielsweise 5 m beträgt. Für die effektive Quellhöhe h gilt: h = H + &Dgr;h; die effektive Quellhöhe h beträgt bei dem angegebenen Beispiel der 4a also 12 m. Es sei angenommen, daß in der gegebenen Situation (d.h. Tierart, Anzahl der Vieheinheiten, Art der Entmistung, klimatische und topographische Verhältnisse, Bebauungssituation, gesetzliche und administrative Vorgaben) die genannte effektive Quellhöhe h (z.B. 12 m) erforderlich ist für die Erlangung der Genehmigungsfähigkeit. In anderen Worten würde ein entsprechender Stall mit einer geringeren effektiven Quellhöhe h am selben Standort nicht genehmigt werden.

4b veranschaulicht einen Stall 21' gemäß dem Stand der Technik, der dem Stall 21 von 4a völlig gleichen soll (also hinsichtlich des Standorts, der baulichen und technischen Gestaltung, der Betriebsführung, der rechtlichen und administrativen Rahmenbedingungen, etc.) gleich soll, jedoch im Unterschied zu 4a nur einen Axialventilator 1 ohne Nachleitrad aufweist. Voraussetzungsgemäß ist bei dem Stall gemäß 4b also die Kaminhöhe H' gleich der Kaminhöhe H von 4a, beträgt also beispielsweise ebenfalls 7 m. Aufgrund der drallströmungsbedingt größeren Reibungsverluste ist jedoch bei 4b die Abluftfahnenüberhöhung &Dgr;h' deutlich kleiner als diejenige bei 4a; sie beträgt beispielsweise nur 2 m. Entsprechend ist auch die effektive Quellhöhe h' bei 4b deutlich verringert; sie beträgt beispielsgemäß nur 9 m. Ein Stall gemäß 4b wäre also in der gegebenen Situation mangels zu geringer effektiver Quellhöhe nicht genehmigungsfähig.

Um die Genehmigungsfähigkeit in der gegebenen Situation mit einer Stallentlüftungseinrichtung gemäß dem Stand der Technik zu erlangen, müßte gemäß 4c hingegen die Kaminhöhe deutlich (und zwar auf H") erhöht werden, um die geringe Abluftfahnenüberhöhung beim Stand der Technik (die in 4c mit &Dgr;h" bezeichnet ist) zu kompensieren. Beispielsgemäß müßte die Kaminhöhe H" 10 m betragen, um zusammen mit der geringen Abluftfahnenüberhöhung &Dgr;h" (diese beträgt beispielsweise 2 m, wie bei 4b) eine effektive Quellhöhe h" zu erreichen, die der gegebenen Genehmigungsanforderung (z.B. mindestens 12 m) genügt.

Die beschriebenen Ausführungsformen der Erfindung erlauben also gegenüber vergleichbaren (genehmigungsfähigen) Stallanlagen des Standes der Technik eine deutliche Verringerung der Kaminhöhe, die bei dem oben genannten Beispiel (Vergleich der 4a und 4c) 3 m beträgt. Die beschriebenen Ausführungsformen erlauben damit eine Verringerung des baulichen Aufwands (durch geringere Kaminhöhe und ggf. Wegfall von Sturmverstrebungen, etc.) sowie eine ästhetisch ansprechendere Gestaltung von Stallanlagen, aufgrund der niedrigeren Kaminhöhen.

Alle Publikationen und existierende Systeme, die in dieser Beschreibung genannt sind, werden per Bezugnahme in diese einbezogen.


Anspruch[de]
  1. Stallentlüftungseinrichtung, umfassend:

    einen Abluftkamin (15) zur Abführung geruchsstoffbeladener Stallluft,

    einen Axialventilator (1), der im Abluftkamin (15) angeordnet ist,

    ein Nachleitrad (10), das nach dem Axialventilator (1) im Abluftkamin (15) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die Drallströmung der aus dem Axialventilator (1) austretenden Abluft zu verringern.
  2. Stallentlüftungseinrichtung nach Anspruch 1,

    wobei durch den Einsatz des Nachleitrads (10) die effektive Quellhöhe (h) des Abluftkamins (15) erhöht ist, und diese Quellhöhenerhöhung eine Verringerung der Kaminhöhe (H) ohne Zunahme von Geruchsbelästigung ermöglicht,

    wobei bei der Stallentlüftungseinrichtung in Ausnutzung dieser Möglichkeit die Höhe (H) des Abluftkamins (15) derart verringert ist, daß eine entsprechende Stallentlüftungseinrichtung mit einem solchen Abluftkamin (15') verringerter Höhe (H' = H), jedoch ohne Nachleitrad, im Hinblick auf Geruchsbelästigung nicht genehmigungsfähig wäre.
  3. Stallentlüftungseinrichtung nach Anspruch 2, wobei die Kaminhöhe (H) gegenüber einer entsprechenden Stallentlüftungseinrichtung, die kein Nachleitrad hat und – zur Erreichung der Genehmigungsfähigkeit – einen nicht in der Höhe verringerten Kamin (15'') aufweist, um wenigstens 2 m verringert ist.
  4. Stallentlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei der Abluftkamin (15) keine Düse zur Erhöhung der Wurfweite aufweist.
  5. Stallentlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Abluftkamin (15) einen senkrechten Abluftauslaß (17) aufweist.
  6. Stallentlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei das Nachleitrad (10) an dem Axialventilator (1) befestigt ist.
  7. Stallentlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei das Nachleitrad (10) innen am Abluftkamin (15) befestigt ist.
  8. Stallentlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, wobei das Nachleitrad (10) aus mehreren Segmenten zusammengesetzt ist.
  9. Stallentlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei der Ventilator (1) ein Niederdruck-Axialventilator ist.
  10. Stallentlüftungseinrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei der Ventilator (1) ein Nabenverhältnis kleiner 0,4 hat.
  11. Stall (21), der für die Haltung einer bestimmten Anzahl von Vieheinheiten ausgebaut ist, und

    der mit einer Stallentlüftung ausgerüstet ist, die zur Abführung der in diesem Stall (21) anfallenden geruchsstoffbeladenen Stalluft ausgelegt ist, wobei die Stallentlüftung eine oder mehrere Stallentlüftungseinrichtungen aufweist, die folgendes umfassen:

    einen Abluftkamin (15) zur Abführung geruchsstoffbeladener Stalluft,

    einen Axialventilator (1), der im Abluftkamin (15) angeordnet ist,

    ein Nachleitrad (10), das nach dem Axialventilator (1) im Abluftkamin (15) angeordnet ist und dazu eingerichtet ist, die Drallströmung der aus dem Axialventilator (1) austretender Abluft zu verringern.
  12. Stall (21) nach Anspruch 11,

    wobei durch den Nachleitrad-Einsatz die effektive Quellhöhe (h) des Abluftkamins (15) bzw. der Abluftkamine (15) erhöht ist, und diese Quellhöhenerhöhung eine Verringerung der Kaminhöhe (H) ohne Zunahme von Geruchsbelästigung ermöglicht,

    wobei bei der bzw. den Stallentlüftungseinrichtungen in Ausnutzung dieser Möglichkeit die Höhe (H) des Abluftkamins (15) bzw. der Abluftkamine (15) derart verringert ist, daß eine entsprechende Stallentlüftungseinrichtung mit einem bzw. mehreren solchen Abluftkaminen (15) verringerter Höhe (H' = H), jedoch ohne Nachleitrad, im Hinblick auf Geruchsbelästigung nicht genehmigungsfähig wäre.
  13. Stall nach Anspruch 11 oder 12, weitergebildet nach einem der Ansprüche 3 bis 10.
Es folgen 4 Blatt Zeichnungen






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