CN102860148A - 风扇和过滤器单元 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种安装于开关柜或开关壳的壁的风扇和过滤器单元，包括插入风扇壳体（10）的风扇单元（50）、安装于所述风扇单元上游的过滤器垫装置（20）以及固定所述过滤器垫的风扇罩（30）。根据风扇和过滤器单元的有利实施方式，所述风扇和过滤器单元具有过滤器垫监测单元（40），所述过滤器垫监测单元设计成检测所述过滤器垫装置（20）的使用寿命和/或污损程度，并包括结合于所述风扇壳体或所述风扇罩（30）中的插件（41），所述插件具有从风扇罩（30）的与所述风扇单元（50）背离的外部可以看到的发光指示器（45）。所述发光指示器设计成至少当超出预定的或能够预定的使用寿命和/或预定的或能够预定的污损程度显示信息。

Description

风扇和过滤器单元

技术领域

本发明涉及一种安装于开关柜或开关壳的壁的风扇和过滤器单元，包括插入风扇壳体的风扇单元、安装于风扇单元上游的过滤器垫装置、以及固定过滤器垫的风扇罩。

背景技术

DE 19860433 B4描述了安装于开关柜或开关壳的壁的开口中的这种类型的风扇和过滤器单元。该风扇和过滤器单元包括风扇壳体，在该风扇壳体中设置了风扇单元，该风扇单元具有用于将空气从外部吸入开关柜的内部或从开关柜的内部排出空气的电机和风扇轮，并且，该风扇壳体由具有水平薄板和位于水平薄板之间的排气口的乳形通风口格栅朝着外侧覆盖。过滤器垫插入风扇罩和风扇单元之间，进而通过支撑格栅保持在风扇罩处。根据开关柜或开关壳分别使用的领域，以及根据过滤器垫的构造，过滤器垫留住出现在流路中的尘埃微粒，会或多或少迅速地变得堵塞，因此，风扇和过滤器单元的风机效率和过滤效果久而久之受到相当大的限制。因此，不时更换过滤器垫很重要。使用者容易忘记更换过滤器垫。

DE 9306032 U1示出另一种这种类型的风扇和过滤器单元，其中，可以看到过滤器壳体的截面，过滤器壳体拥有大致漏斗状的构造，因此即使在相对小的风扇单元中，也能分别得到相对大的进气口或排气口，所述进气口或排气口位于开关柜或开关壳的壁的区域，并被过滤器垫覆盖。

DE 102004013318 B4示出另一种风扇和过滤器单元，不过，该风扇和过滤器单元安装于具有进气口和排气口的较大的壳体，，并且特定的流道形成以避免凝结问题。过滤器壳体和风扇壳体在所述较大壳体单元内布置成相对于垂直柜壁垂直地相邻，以形成垂直的通气管道。

另外，DE 19714838 C2示出一种开关柜空调装置，其包括风扇形式的空调单元以及过滤器垫监测装置，该过滤器垫监测装置是高级开关柜监测和控制装置的一部分，该高级开关柜监测和控制装置存储有包括启动时期的误差数据和诊断数据开关柜，开关柜并可以借助于接口连接到充当操作装置的个人电脑。这种类型的过滤器垫监测单元相对复杂，并主要适用于服务人员。

发明内容

本发明之目的是提供前面提到的类型的还能为使用者提供简化的维护的风扇和过滤器单元。

通过权利要求1的特征可达到该目的。因此，所提供的风扇和过滤器单元具有过滤器垫监测单元，所述过滤器垫监测单元设计成检测所述过滤器垫装置的使用寿命和/或污损程度，并包括结合于所述风扇壳体或所述风扇罩中的插件，所述插件具有从风扇罩的与所述风扇单元背离的外部可以看到的发光指示器，所述发光指示器设计成至少显示超出预定的或能够预定的使用寿命和/或预定的或能够预定的污损程度。

通过这种构造，风扇和过滤器单元本身具有易于由使用者或操作人员控制的过滤器垫监测单元，由于结构紧凑，该过滤器垫监测单元几乎可在不影响任何事情之下安装，并给使用者和操作人员提供容易识别的状态显示。

对于过滤器垫监测单元的功能，有利地，过滤器垫监测单元包括计时装置和/或过滤器垫装置，并且包括监测电子装置，计时装置用于确定所述过滤器垫装置的使用寿命，过滤器垫装置具有至少一个传感器元件以确定所述过滤器垫装置的污损程度，而监测电子装置分析由计时装置和/或污损传感器装置输出的信号，并产生用于发光指示器的至少一个驱动信。对于计时装置和污损传感器装置的组合，可以实现增加过滤器垫诊断的的可靠性，发光指示器可基于由污损传感器装置或计时装置输出的信号而被驱动，或者基于以预计算由污损传感器装置和计时装置输出的信号为基础的信号而被驱动。以这种方式，发光指示器可通过用于更换过滤器垫的控制信号而被驱动，并在维护周期到期后和/或当超出污损的预定程度时产生相应的警告指示。

有利地，在适合于或能够适合于开关柜或开关壳的不同应用的实施方式中，提供输入装置，使得可以输入用于开关柜或开关壳的操作状况的不同设定值，或者可以直接输入用于更换过滤器垫装置的使用寿命或污损程度的不同设定值。当输入用于开关柜或开关壳的操作状况的所述值时，过滤器垫监测单元确定在监测电子装置中用于污损程度的合适的操作周期或阀值，其中，例如在灰尘或湿气充满的环境中，预先确定较短的操作周期直到更换过滤器。

如果发光指示器包括发光二极管装置，以发射至少两种不同颜色的光，那么在维护间隔到期之间或到达污损的不容许的程度之前，可分别给予使用者或服务人员即将到来的过滤器更换的指示。例如，三级色彩显示是有利的，绿色指示适当的过滤器垫状况，黄色指示即将到来的过滤器垫更换，而红色指示需要的过滤器垫更换，其中，特别紧急的过滤器垫状况可额外地由闪光指示器发信号指示。

根据计时装置包括用于风扇操作的操作计时器这一特征，维护间隔可调节适于风扇单元的实际操作时间（风扇电机合计的接通状态），或者风扇的操作时间可认为用于加权（减少或增加）维护间隔。此外在这里，可以补偿用于产生发光指示器用的驱动信号的污损传感器装置的信号或其并行分析。

这些特征有利于紧凑简单的构造，使得过滤器垫监测单元的除了至少一个传感器元件和/或外部电源之外的所有部件由插件容纳。

尤其是，在一种有利的实施方式中，过滤器垫监测单元的所有部件以及它们的电源都由插件容纳。如果插件结合在风扇罩中，那么当更换过滤器垫时，插件可以简单的方式完全地从风扇壳体移除。与作为发光指示器的发光二极管装置相结合，能够支持尽可能低的能量消耗，其中，小的用于电力供应的单元是足够的。

在另一有利的实施方式中，计时装置和/或污损传感器装置包括用于检测风扇单元的操作时间和/或操作状况的检测器装置，该检测装置通过有线或无线连接而接合到风扇单元以进行信号检测，并给计时装置提供检测信号，自上一次过滤器垫更换之后的风扇单元的操作时间和/或操作状态基于这些检测信号而被确定。根据来自检测器装置的信号，当产生用于发光指示器的驱动信号时，风扇单元的操作时间或操作状态（例如高负荷或低负荷）分别被包括，例如以包括风扇的确定操作时间和/或例如以相对于污损程度根据用于增加过滤器垫污损的风扇电机的负荷变化而得出结论。

在本发明的有利的变形结构中，污损传感器装置包括流量传感器、压力传感器、温度传感器、光学传感器、电场传感器、磁场传感器或电导传感器或这些传感器中的至少两种的组合，并且，这些传感器包括一个或多个传感器元件。光学传感器体现为例如具有光发射器和光接收器的用于测量反射光的传感器或者透射传感器，电场传感器体现为电容传感器，电导传感器或电阻率传感器体现为具有例如两个与过滤器垫接触的间隔开的电极的电流或电压测量传感器，尤其当导电因素包含在过滤器垫中时，比如，在用于电磁屏蔽的装置中，或者当在潮湿环境中发生电阻变化时。

本发明实施方式的结构的有利之处还在于，插件包括至少一个接收腔室，用于电源单元、用于计时装置、用于监测电子装置和/或用于至少一个传感器元件。

此外，本发明的结构的优势还在于，插件从内部或外部附接到风扇罩，尤其可拆卸地卡扣到或螺旋拧紧到或粘附到风扇罩。

通过在风扇罩中形成适于插件的凹进部，还能进一步得到结构上的优点。

进一步，对于功能和操作，将凹进部布置在具有风扇罩的排气口的格栅结构的区域是有利的凹进部。例如，所述插件可有利地与厂商的标识结合而形成为一个插件，并可同时用作所述一个插件的顶侧的外表面以使用所述标识。

附图说明

下面结合附图中的示例性实施例详细说明本发明，附图中：

图1示出分解的风扇和过滤器单元的透视图；

图2示出风扇和过滤器单元的后视图；

图3示出从后侧观看风扇和过滤器单元位于风扇罩区域的一部分；

图4示出风扇和过滤器单元的插件的不同视图；

图5示出风扇和过滤器单元的具有吸气和排气两个不同流向的风扇单元；

图6示出连接到风扇控制的过滤器垫监测单元和风扇电机的示意图。

具体实施方式

图1以透视图示出风扇和过滤器单元1，包括具有风扇单元50的风扇壳体10、过滤器垫装置20和风扇罩30，并且还包括过滤器垫监测单元40，风扇电机51安装在风扇单元50中（还参见图2）。

风扇壳体10在其面向风扇罩30的前侧拥有例如矩形或正方形的大开口，该开口相应由连续的矩形或正方形框架包围，并向后地逐渐变细，象具有与框架连接的壁区段的漏斗，从而具有截头锥形，其中，背离前侧的平行的后侧由壁区段封闭。圆孔设置在过滤器壳体10的后侧壁区段上，由向后突出的圆柱形区段包围，容纳风扇电机和由风扇电机驱动的风扇轮。风扇单元50在其前侧具有保护格栅，有利地，在其后侧也具有保护格栅。

在此，过滤器垫装置20包含两个过滤器垫，即标准过滤器垫（A）和纤细过滤器垫（B），并完全地覆盖风扇壳体10的前部开口。或者，过滤器垫装置20可以包括仅一个或多于两个过滤器垫。此外，可以采用具有例如用于在潮湿的房间内屏蔽湿气和/或拥有电磁屏蔽效应的多孔垫结构、膜状垫结构的过滤器垫装置20的实施方式，作为附加的过滤器垫插入，其中，过滤器垫具有这些特性中的一个或多个。例如，过滤器垫中可引入比如导电微粒或导电丝线之类的导电部件，使得过滤器垫具有相应的电导或电阻。过滤器垫装置20还分别体现为或多或少可渗透或能透过空气，从而具有针对空气流的相应的流阻，然而，相应的流阻应尽可能低地与尽可能好的过滤特性结合。过滤器垫装置20借助于例如风扇罩30连接到包围风扇壳体10的框架的前部开口，其中，过滤器垫装置预先通过例如位于风扇罩30上的栅架状固定格栅形式的保持装置固定到风扇罩30的后侧。

风扇罩30形成为具有水平薄板的通气孔栅架，水平薄板具有向下倾斜的顶侧和布置在水平薄板的后部或其间的空气通道间隙（图1中不可见），其中，所述薄板相对于截面中的前侧形成锯齿状结构。风扇罩30放置在风扇壳体10的前框架上，其中心大约位于风扇单元50的转子轴的假想的延伸线上，并且风扇罩30被固定、尤其被卡扣住，其中，在底部角区域，例如，偏置锁紧指状件通过工具在风扇罩30的连接位置可释放地接合在风扇壳体10的位于前框架区域的匹配锁紧容座中。此外，具有从外部可以看到的发光指示器的过滤器垫监测元件40容纳在风扇罩30中，例如位于上部角区域。

图2示出具有风扇单元50和从后侧插入风扇壳体10的风扇电机51的风扇和过滤器单元1，同时还透过（想象，并非实际是这样）通过后侧风扇壳体壁示出的过滤器垫装置20和过滤器垫监测单元40。

图3示出从后侧观看到的风扇罩30的一部分。在风扇罩30的上部（可替换地，或者下部）边缘区域存在薄板和间隙状空气通孔，凹进部31形成于风扇罩30的后侧，包括两个与垂直于风扇罩30的平面的薄板正交的平行壁状边界32，该凹进部在其上边由风扇罩30的水平边缘围住（rounded），在其下边由水平薄板壁围住。引导沟槽33、33’形成在边界32的大约中部区域中，向外垂直于风扇罩30的平面延伸凹进部31。总体上，凹进部31形成矩形状空腔，该矩形状空腔仅在其上部边缘区域被稍许变弯，并容纳过滤器垫监测单元40的插件41，其中，插件41的横向引导支柱43接合在引导沟槽33、33’中，如图4所示。

图4示出插件41的示例性实施例的（在图幅下部的）透视图和（位于图幅上部、从左到右的）从右侧看的视图、从顶侧47看的顶视图、从左侧看的剖视图、以及从底部观看的剖视图。除了发光指示器45或在其中的容纳开口的布置，插件41相对于垂直的中心纵向平面对称。从在插件41的安装状态面向风扇和过滤器单元1的前侧的顶侧47观看，横向的模制壁区段和具有锁定突出物421的弹性扣锁指状件42向后垂直地延伸。向外突出的引导支柱43形成于壁区段。顶侧47由相对于两个壁区段横向的配合区段44（在示例中略微圆角）定界，其中，扣锁指状件42模制成与顶侧47连接的区段，该区段向外偏移，并且通过其背离配合区段44的自由边缘而朝向前侧，即形成相对于顶侧47的平面小于90°的角度。在横向方向上邻近的三个用于发光指示器45的容纳开口形成于顶侧47或者说形成于插件41的壁，以包括例如三个用于不同颜色光线（优选地，红、黄、绿）的发光二极管。或者，例如可以设置仅一个用于发光指示器尤其是发光二极管的容纳开口，发光二极管仅发射一种颜色或几种颜色的光，用于依据其中的控制而发信号。此外，容座46布置在插件41中，用于容纳过滤器垫监测单元40的部件，例如一个或多个传感器元件、电能供应件和/或电路部件，尤其如上部右侧视图所示。容座46在其背离顶侧47的后侧开口，并由顶侧47或在其前侧的插件41的壁、由在横向方向的侧壁区段和由位于侧壁区段之间的横壁区段定界，从而形成向后侧敞开的矩形空腔。

如图5所示，风扇单元50可由风扇电机51的相应控制驱动，交替地用于吸入或排出空气。如果现在风扇和过滤器单元安装在开关柜或开关壳的壁中，那么致冷用空气可通过风扇罩30的通气孔栅架吸入开关柜，或者热空气可从开关柜中排出。为了安装风扇和过滤器单元，在开关柜或开关壳的壁中相应地制成切口，适用于在风扇壳体10的开口周围的框架，使框架抵接与具有连续边缘部分的法兰类似的壁，如前面提到的通过引用并入本文的参考文件DE 19860433 B4和DE 9306032 U1中所示。为了更换过滤器垫，风扇和过滤器单元1保持安装在开关柜或开关壳中，风扇壳体10和风扇单元50容纳在其中，仅移除风扇罩30。由于具有插件41和有关部件的过滤器垫监测单元40安装在风扇罩中，因此，不需要在开关柜或开关壳上单独安装发光指示器45，其中，对于使用者或服务人员来说，发光指示器45安装从开关柜或开关壳外面可以很容易明白在风扇罩30中、更具体地在插件41中的发光指示器45的安装，尤其当发光指示器45发出更换过滤器垫的信号时。

为了更换过滤器垫装置20，通常将风扇罩30从风扇壳体10的框架移除一小段距离就足够了，例如使风扇罩30向下移动。为此，过滤器垫监测单元40的柔性连接电线保持连接到风扇和过滤器单元50或其控制单元，或者甚至连接到开关柜或开关壳的进一步控制装置，其中，必须足够地选择连接电线的长度。或者，提供易于拆卸的连接装置以用于过滤器垫监测单元40的连接电线，或者，甚至于不需要任何分别到风扇单元50或开关柜或开关壳的连接电线，过滤器垫监测单元40完全可以无线地结合在风扇罩30中。为此，如图6所示，监测部件48、传感器元件481、电能供应件、和/或监测电子装置482与相应的电路部件一起部分地或完全地容纳在插件41中。

过滤器垫监测单元40包括例如计时装置和/或污损传感器装置，计时装置用于确定过滤器垫装置20的使用寿命的，而污损传感器装置包括监测电子装置482和至少一个传感器元件481，其中，计时装置和/或污损传感器装置输出的信号可通过处理装置处理和分析，并且产生至少一个用于发光指示器45的驱动信号。如果发光指示器具体体现为例如发光二极管指示器，那么会消耗很少的电能，因此连电能供应件都可微型化，并可容纳在非常有限的空间中。作为传感器，可以考虑例如流量传感器、压力传感器、温度传感器、基于反射或基于透射的光学传感器、诸如电容传感器之类的电场传感器、磁场传感器、电导传感器或电阻传感器，或者这些传感器中至少两种的组合，其中，进一步，传感器包括一个或多个传感器元件，比如光学传感器，其例如为光发射元件和光接收元件，或者比如电导传感器，其例如为两个与过滤器垫装置接触的间隔开的电极。这些传感器还可用于计时装置，以形成检测单元，通过检测单元，可检测风扇单元50的操作状况，以测量风扇单元的操作时间和合计操作时期，因此即使没有有线连接到风扇控制器60，仍可检测风扇单元50的使用寿命或使用状态。或者，可以提供从过滤器垫监测单元40到风扇控制器60的有线连接，例如用于筛选当前信号或电压，以确定风扇单元50的操作。

借助于所述传感器，不仅风扇单元50的操作时间可以测量，而且在监测电子装置482的更复杂的实施例中，风扇单元的操作状况也可以测量，例如不管风扇单元通常在高负荷操作下或主要在低压下驱动。从监测电子装置482取得的这些信息而后又可以在监测电子装置482中评估，以评价过滤器垫装置20的状态，并且可以用于经由发光指示器45发出更换过滤器垫的信号。

在最简单的情况下，固定的维护间隔可通过计时装置预先设定，发光指示器45可被驱动以当时间间隔终止时发出更换过滤器垫的信号。或者或此外，过滤器垫装置20污损的程度可通过污损传感器装置检测，当超出污损（阀值）的预定的程度时，用于过滤器垫更换的信号通过发光指示器45输出。此外，来自计时装置的和来自污损传感器装置的信号可结合分析。在过滤器垫监测单元40的有利的实施方式中，服务人员可以为开关柜或开关壳的操作状况设定不同的设定值，例如在具有高空气污染和湿度或低空气污染或低湿度的环境中。由此，过滤器垫监测单元40的输入装置和有关的监测电子装置482能够构造成可直接预先设定用于过滤器垫更换的操作时期或污损程度。

如果过滤器垫监测单元40配备有可编程的集成电路，比如微型控制器，那么可以这样的方式编制和预先设定不同的监测方案，以控制过滤器垫监测单元40所具有的发光指示器。

Claims (13)

1.一种安装于开关柜或开关壳的壁的风扇和过滤器单元，包括插入风扇壳体（10）的风扇单元（50）、安装于所述风扇单元上游的过滤器垫装置（20）以及固定所述过滤器垫的风扇罩（30），

其特征在于，所述风扇和过滤器单元具有过滤器垫监测单元（40），所述过滤器垫监测单元设计成检测所述过滤器垫装置（20）的使用寿命和/或污损程度，并包括结合于所述风扇壳体或所述风扇罩（30）中的插件（41），所述插件具有从风扇罩（30）的与所述风扇单元（50）背离的外部可以看到的发光指示器（45），所述发光指示器设计成至少显示超出预定的或能够预定的使用寿命和/或预定的或能够预定的污损程度。

2.如权利要求1所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，所述过滤器垫监测单元（40）包括计时装置和/或过滤器垫装置（20），并且包括监测电子装置（482），所述计时装置用于确定所述过滤器垫装置（20）的使用寿命，所述过滤器垫装置（20）具有至少一个传感器元件（481）以确定所述过滤器垫装置（20）的污损程度，而所述监测电子装置（482）分析由计时装置和/或污损传感器装置输出的信号，并产生用于所述发光指示器（45）的至少一个驱动信号。

3.如权利要求1或2所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，提供输入装置，使得可以输入用于所述开关柜或开关壳的操作状况的不同设定值，或者可以直接输入用于更换所述过滤器垫装置（20）的使用寿命或污损程度的不同设定值。

4.如以上任一权利要求所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，所述发光指示器（45）包括发光二极管装置，以发射至少两种不同颜色的光。

5.如权利要求2至4任一所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，所述计时装置包括用于风扇操作的操作计时器。

6.如以上任一权利要求所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，所述过滤器垫监测单元（40）的除了至少一个传感器元件和/或外部电源之外的所有部件都由所述插件（41）容纳。

7.如权利要求1至5任一所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，所述过滤器垫监测单元（40）的所有部件以及它们的电源都由所述插件（41）容纳。

8.如权利要求2至7任一所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，所述计时装置和/或所述污损传感器装置包括检测器装置，用于检测所述风扇单元的操作时间和/或操作状况，所述检测器装置通过有线或无线连接而接合到所述风扇单元（50）以进行信号检测，并给所述计时装置提供检测信号，自上一次过滤器垫更换之后的风扇单元的操作时间和/或操作状态基于这些检测信号而被确定。

9.如权利要求2至8任一所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，所述污损传感器装置包括流量传感器、压力传感器、温度传感器、光学传感器、电场传感器、磁场传感器或电导传感器或这些传感器中的至少两种的组合，并且，这些传感器包括一个或多个传感器元件（481）。

10.如以上任一权利要求所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，所述插件（41）包括用于电源单元、用于所述计时装置、用于所述监测电子装置（482）和/或用于至少一个传感器元件（481）的至少一个接收腔室（46）。

11.如以上任一权利要求所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，所述插件（41）从内部或外部连接到所述风扇罩（30），尤其可拆卸地卡扣到或螺旋拧紧到或粘附到所述风扇罩。

12.如以上任一权利要求所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，适于所述插件（41）的凹进部（31）形成在所述风扇罩（30）中。

13.如权利要求12所述的风扇和过滤器单元，其特征在于，所述凹进部（31）布置在具有所述风扇罩（30）的排气口的格栅结构的区域。

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