DE10000397A1 - Vorrichtung zur Behandlung eines Luftstromes - Google Patents

Vorrichtung zur Behandlung eines Luftstromes

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Abstract

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung eines Luftstromes mit einem von dem Luftstrom durchströmbaren Strömungskanal, wobei ein die Behandlungsvorrichtung durchströmender Luftstromanteil regulierbar ist. DOLLAR A Es ist vorgesehen, daß die Behandlungsvorrichtung (10) wenigstens einen Luftfilter (11) und/oder wenigstens einen Luftentfeuchter (18) umfaßt und beweglich in dem Strömungskanal (24) angeordnet ist.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Behandlung eines Luftstromes mit den im Oberbegriff des Anspruchs 1 genannten Merkmalen.
Um einen Luftstrom von festen Partikeln zu befreien, ist es bekannt, den Luftstrom durch Filtervorrichtungen zu leiten. Hierfür kommt eine Vielzahl von Filtermaterialien zur Anwendung, wobei ihre Auswahl unter anderem von der Art und der Größe der zu entfernenden Partikel abhängt. Vor dem Hintergrund zunehmender allergische Erkrankungen einerseits und eines wachsenden Komfortbedürfnisses andererseits erlangt derzeit die Entfernung von Pollen und auch Gerüchen aus der Luft zunehmende Bedeutung.
Derartige Filtervorrichtungen werden in Kraftfahrzeugen zur Filtrierung des in den Fahrgastraum geleiteten Luftstromes verwendet, wobei der Luftstrom mittels eines einstellbaren Gebläses regulierbar sein kann.
Da eine in einem Strömungskanal befindliche Filtervorrichtung immer einen Strömungswiderstand darstellt und damit einen Druckabfall bewirkt, kann bei einem erhöhten Lüftungserfordernis, beispielsweise bei beschlagenen Scheiben, ein Ausschalten des Filters erforderlich sein. Auf der anderen Seite besteht im Umluftbetrieb, bei dem eine im Fahrzeug befindliche Luftmasse umgewälzt wird, ein lediglich geringer Bedarf für eine Luftreinigung. Zur Steuerung einer Filtrationsstufe ist es daher bekannt, die Filtervorrichtung in einem Bypass des Strömungskanals unterzubringen, wobei beispielsweise durch die Stellung einer Drosselklappe ein mehr oder weniger großer Teil des Luftstromes zur Filtervorrichtung geleitet wird.
Nachteilig an dieser in Kraftfahrzeugen zum Einsatz kommenden Bauweise ist der verhältnismäßig große Bauraum, der für den zusätzlichen Luftstromkanal (Bypass) und die Drosselklappe benötigt wird.
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Vorrichtung zur regelbaren Behandlung eines Luftstromes bereitzustellen, die einen möglichst geringen Bauraum beansprucht.
Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe durch eine Vorrichtung mit den im Anspruch 1 genannten Merkmaien gelöst. Dadurch, daß die Behandlungsvorrichtung wenigstens einen Luftfilter und/oder wenigstens einen Luftentfeuchter umfaßt und beweglich in dem Strömungskanal angeordnet ist, wird in Abhängigkeit von einer Position der Behandlungsvorrichtung ein variabler Luftstromanteil durch die Behandlungsvorrichtung geführt, wodurch gegenüber bekannten Bauweisen erheblich weniger Bauraum beansprucht wird.
Es ist bevorzugt vorgesehen, daß die Behandlungsvorrichtung in einer Grundposition nicht von dem zu reinigenden Luftstrom durchströmt wird. Auf diese Weise passiert der Luftstrom die Behandlungsvorrichtung (unbehandelt).
Nach einer bevorzugten Ausführungsform der Erfindung kann die Behandlungsvorrichtung in definierte Positionen, an denen die Behandlungsvorrichtung von unterschiedlichen Luftstromanteilen durchströmt wird, verstellt werden. In einer alternativen Ausgestaltung kann die Behandlungsvorrichtung kontinuierlich von der Grundposition bis zu einer Maximalposition, bei welcher die Behandlungsvorrichtung von wenigstens einem Hauptanteil des Luftstromes durchströmt wird, verstellt werden. Die beiden letztgenannten Ausführungsformen der Erfindung ermöglichen den Betrieb der Vorrichtung gemäß einer gewünschten Reinigungsstufe des Luftstromes.
Die Bewegung der Behandlungsvorrichtung erfolgt vorzugsweise elektromotorisch, so daß eine automatische Regelung der Luftbehandlung problemlos ermöglicht wird.
Es ist vorgesehen, daß der Luftfilter wenigstens ein Filtermaterial zur Entfernung fester Partikel umfaßt. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung der Erfindung umfaßt der Luftfilter eine Kombination unterschiedlicher Filtermaterialien mit verschiedenen Porengrößen, wodurch die Entfernung fester Partikel unterschiedlicher Partikelgrößen aus dem Luftstrom ermöglicht wird. Zweckmäßigerweise werden die verschiedenen Filtermaterialien mit absteigender Porengröße hintereinander geschaltet. Geeignete Filtermaterialien wie Zellulose, Keramik, synthetische Polymere oder Aktivkohle sind bekannt und sollen hier nicht näher erläutert werden.
Es ist ferner bevorzugt, daß der Luftentfeuchter ein feuchtigkeitsaufnehmendes Material zur Entfernung von Luftfeuchtigkeit aus dem Luftstrom umfaßt. Für die Verwendung als feuchtigkeitsaufnehmendes Material kommen hier beispielsweise Zeolithe oder auf porösen Trägermaterialien fixierte hygroskopische Substanzen in Frage.
Die zugrundeliegende Idee der Erfindung läßt eine Vielzahl von Bewegungsformen zur Realisierung der Steuerung der Luftbehandlung zu. Gemäß einer bevorzugten Ausgestaltung ist die Behandlungsvorrichtung um eine Vorrichtungsschwenkachse in den Luftstrom und aus dem Luftstrom verschwenkbar. Bei der bevorzugten Ausführungsform ist die Behandlungsvorrichtung um eine quer zur Strömungsrichtung des Luftstromes auf einer unteren Seite der Behandlungsvorrichtung verlaufenden Vorrichtungsschwenkachse verschwenkbar.
Vorteilhafterweise wird eine Anströmfläche der Behandlungsvorrichtung durch eine verstellbare Klappe in der Grundposition abgedeckt. Dadurch wird sichergestellt, daß in der Grundposition die Anströmoberfläche nicht mit dem Luftstrom in Berührung kommt und keine unnötige Filterbeladung zustandekommt.
Es ist ferner bevorzugt vorgesehen, daß die verstellbare Klappe an einer der Vorrichtungsschwenkachse abgewandten Seite der Behandlungsvorrichtung angeordnet ist und um eine parallel zur Vorrichtungsschwenkachse verlaufenden Klappenschwenkachse schwenkbar ist, so daß die Klappe in jeder möglichen Schwenkposition der Behandlungsvorrichtung mit einer freien, der Klappenschwenkachse abgewandten Klappenkante dem Luftstrom entgegenragt.
Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung der Vorrichtung sieht vor, daß die Behandlungsvorrichtung in der Grundposition in einer der Behandlungsvorrichtung angepaßten Ausbuchtung des Strömungskanals einliegt.
Eine alternative vorteilhafte Ausgestaltung sieht vor, daß die Behandlungsvorrichtung zentrisch im Strömungskanal angeordnet ist und um eine orthogonal zu einer Strömungshauptachse verlaufenden Drehachse der Behandlungsvorrichtung drehbar ist. Dadurch ist in der Grundposition eine Seitenfläche der Behandlungsvorrichtung dem Luftstrom zugewandt, während in der Maximalposition der Luftstrom auf die Anströmfläche der Behandlungsvorrichtung trifft.
Vorteilhafterweise werden gemäß dieser Ausgestaltung die Anströmfläche und die der Anströmfläche abgewandte Fläche in der Grundposition durch bewegliche Klappen abgedeckt.
Eine weitere alternative Ausführungsform der Erfindung sieht vor, daß die Behandlungsvorrichtung in ihrer Grundposition außerhalb des Strömungskanals angeordnet ist und durch eine Öffnung des Strömungskanals, die der Form der Behandlungsvorrichtung angepaßt ist, in den Strömungskanal hinein- und aus diesen herausfahrbar ist.
Die Erfindung wird nachfolgend in Ausführungsbeispielen anhand der zugehörigen Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen:
Fig. 1 einen schematischen Ausschnitt einer Schnittansicht einer Behandlungsvorrichtung;
Fig. 2 das Prinzip einer schwenkbaren Behandlungsvorrichtung;
Fig. 3 das Prinzip einer drehbaren Behandlungsvorrichtung und
Fig. 4 das Prinzip einer in den Strömungskanal ein- und ausfahrbaren Behandlungsvorrichtung.
Fig. 1 zeigt einen Ausschnitt einer Behandlungsvorrichtung 10, die einen aus verschiedenen Luftfilterelementen 12, 14, 16 aufgebauten Luftfilter 11 sowie einen Luftentfeuchter 18 umfaßt. Die verschiedenen Behandlungselemente sind schichtartig aufgebaut und werden zwischen zwei Gitterelementen 20, die aus Metall oder Kunststoff bestehen können, gehalten. Ein zu reinigender Luftstrom 28 trifft zunächst auf ein erstes Filterelement 12 aus grobporösem Material, das der Entfernung verhältnismäßig großer Partikel, wie etwa Staub, dient. Es folgen zwei weitere Filterelemente 14, 16 mit kleiner werdender Porengröße. So kann das Luftfilterelement 14 beispielsweise ein Pollenfilter sein und das Luftfilterelement 16 ein Geruchsfilter. Der nunmehr von festen Bestandteilen befreite Luftstrom 28 durchströmt im weiteren Verlauf die Schicht eines Luftentfeuchters 18, an dem wenigstens ein Teil der in der Luft enthaltenen Luftfeuchtigkeit gebunden wird. Eine weitere Schicht, die beispielsweise aus dem grobporösen Filtermaterial 12 bestehen kann, dient hauptsächlich dem Schutz und der Befestigung des Luftentfeuchters 18.
Fig. 2 stellt das Prinzip einer schwenkbaren Behandlungsvorrichtung 10 dar. Ein Strömungskanal 24, der von einem Luftstrom 28 durchströmt wird, weist eine Ausbuchtung 26 auf, in welcher die Behandlungsvorrichtung 10 in ihrer Grundposition praktisch vollständig einliegt. Die Behandlungsvorrichtung 10 ist um eine Vorrichtungsschwenkachse 30 entweder kontinuierlich oder stufenweise in den Luftstrom 28 verschwenkbar. Mit den unterbrochenen Linien ist eine mittlere Position 32, bei der die Behandlungsvorrichtung 10 nur von einem Teil des Luftstromes 28 durchströmt wird, dargestellt. Dagegen wird in einer ebenfalls dargestellten Maximalposition 34 die Behandlungsvorrichtung praktisch von dem gesamten Luftstrom 28 durchströmt.
An einer von der Vorrichtungsschwenkachse 30 abgewandten Seite 36 trägt die Behandlungsvorrichtung 10 eine bewegliche Klappe 38, die um eine Klappenschwenkachse 40 verschwenkbar ist. Die Vorrichtungsschwenkachse 30 und die Klappenschwenkachse 40 verlaufen parallel zueinander und quer zu einer hier mit 44 bezeichneten Strömungshauptrichtung des Luftstromes 28. Die Klappe 38 ragt mit ihrer freien Kante 42 in jeder möglichen Position der Behandlungsvorrichtung 10 dem Luftstrom 28 entgegen. Die Klappe 38 ist dabei immer im wesentlichen parallel zur Strömungshauptrichtung 44 des Luftstromes 28 ausgerichtet.
Die Betätigung der Klappe 38 kann dadurch erfolgen, daß diese mit einem hier nicht näher dargestellten Steuerzapfen in eine Steuerkurve eingreift, so daß bei einer Schwenkbewegung der Behandlungsvorrichtung 10 eine gewünschte Ausrichtung der Klappe 38 zwangsweise erfolgt. Die Steuerung der Klappe 38 kann aber auch mittels eines Gestänges oder eines zusätzlichen elektromotorischen Antriebs erfolgen. Die Bewegung der Behandlungsvorrichtung 10 erfolgt mittels eines hier nicht dargestellten Elektromotors oder aber auch durch einen einfachen Drehschalter von Hand.
Bei dem in Fig. 3 dargestellten Prinzip einer drehbaren Behandlungsvorrichtung 10 ist die Behandlungsvorrichtung 10 in der Mitte des Strömungskanals 24 symmetrisch zur Strömungshauptrichtung 44 des Luftstromes 28 angeordnet. Die Behandlungsvorrichtung 10 ist in ihrer Grundposition (durchgezogene Linien) derart ausgerichtet, daß ihre Anströmfläche 22 parallel zum Luftstrom 28 verläuft. Auf diese Weise trifft der Luftstrom 28 in der Grundposition nur auf die schmale vordere Seite 48 der Behandlungsvorrichtung 10, so daß diese nicht vom Luftstrom 28 durchströmt wird. Die Behandlungsvorrichtung 10 trägt zwei Klappen 38, welche die Anströmfläche 22 und eine von dieser abgewandte Seite in der Grundposition abdecken. Die Behandlungsvorrichtung 10 ist um eine Drehachse 46, die orthogonal zur Strömungshauptrichtung 44 des Luftstromes 28 verläuft, drehbar aufgehängt. Nach einer Drehung um 90° um die Drehachse 46 erreicht die Behandlungsvorrichtung 10 eine Maximalposition (unterbrochene Linien), in welche der Luftstrom 28 senkrecht auf die Anströmfläche 22 trifft, so daß die Behandlungsvorrichtung 10 praktisch von dem gesamten Luftstrom 28 durchströmt wird. Bei Drehung der Behandlungsvorrichtung 10 aus ihrer Grundposition öffnen sich die Klappen 38, indem sie eine Senkbewegung um die Klappenschwenkachsen 40 vollziehen. Auch in dieser Ausführungsform sind die Klappen 38 stets parallel zur Strömungshauptrichtung 44 angeordnet.
Eine weitere Ausgestaltung der Erfindung ist in Fig. 4 gezeigt, in der die Behandlungsvorrichtung 10 in den Strömungskanal 24 einfahrbar und aus diesem herausfahrbar ist. In der mit durchgezogenen Linien dargestellten Grundposition befindet sich die Behandlungsvorrichtung 10 vollständig außerhalb des Strömungskanals 24, so daß der gesamte Luftstrom 28 unbehandelt den Strömungskanal 24 durchströmt. Die Anströmfläche 22 und die von dieser abgewandten Fläche der Behandlungsvorrichtung 10 werden in der Grundposition von den feststehend angeordneten Stegen 50 vollständig abgedeckt. Die Behandlungsvorrichtung 10 ist durch eine Translationsbewegung in den Strömungskanal 24 bis zu einer Maximalposition (unterbrochene Linien) einfahrbar. Diese Ausgestaltung der Erfindung beansprucht zwar etwas mehr Bauraum als die in den Fig. 2 und 3 gezeigten Beispiele, hat jedoch den Vorteil einer leichten Zugänglichkeit der Behandlungsvorrichtung, beispielsweise im Falle einer erforderlich gewordenen Auswechslung.
Die Steuerung der Bewegung der Behandlungsvorrichtung 10 kann durch einen manuell bedienbaren Schalter durch einen Fahrzeuginsassen erfolgen, beispielsweise in Abhängigkeit eines Lüftungserfordernisses oder entsprechend einem Luftfeuchtigkeitswunsch. Ferner ist denkbar, die Steuerung automatisch zu betreiben, so daß etwa bei einer gemessenen oder einer modellhaft vorgegebenen maximalen Filterbeladung die Behandlungsvorrichtung 10 in ihre Grundposition gebracht wird, um eine gewünschte Lüftungsstärke aufrechterhalten zu können.

Claims (16)

1. Vorrichtung zur Behandlung eines Luftstromes mit einem von dem Luftstrom durchströmbaren Strömungskanal, wobei ein die Behandlungsvorrichtung durchströmender Luftstromanteil regulierbar ist, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsvorrichtung (10) wenigstens einen Luftfilter (11) und/oder wenigstens einen Luftentfeuchter (18) umfaßt und beweglich in dem Strömungskanal (24) angeordnet ist.
2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsvorrichtung (10) in einer Grundposition nicht von dem zu reinigenden Luftstrom durchströmt wird.
3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsvorrichtung (10) in definierte Positionen, an denen die Behandlungsvorrichtung (10) von unterschiedlichen Luftstromanteilen durchströmt wird, verstellbar ist.
4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsvorrichtung (10) kontinuierlich von der Grundposition bis zu einer Maximalposition, bei welcher die Behandlungsvorrichtung (10) von wenigstens einem Hauptanteil des Luftstromes (28) durchströmt wird, verstellbar ist.
5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsvorrichtung (10) elektromotorisch beweglich ist.
6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (11) wenigstens ein Filtermaterial zur Entfernung fester Partikel umfaßt.
7. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftfilter (11) eine Kombination von Filtermaterialien verschiedener Porengröße zur Entfernung fester Partikel unterschiedlicher Partikelgrößen umfaßt.
8. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftentfeuchter (18) ein feuchtigkeitsaufnehmendes Material zur Entfernung von Luftfeuchtigkeit aus dem Luftstrom umfaßt.
9. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsvorrichtung (10) um eine Vorrichtungsschwenkachse (30) in den Luftstrom (28) und aus dem Luftstrom (28) verschwenkbar ist.
10. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsvorrichtung (10) um eine quer zur Strömungsrichtung des Luftstromes (28) auf einer unteren Seite der Behandlungsvorrichtung (10) verlaufenden Vorrichtungsschwenkachse (30) verschwenkbar ist.
11. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß eine verstellbare Klappe (38) eine Anströmfläche (22) der Behandlungsvorrichtung (10) in der Ausgangsposition abdeckt.
12. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Klappe (38) an einer der Vorrichtungsschwenkachse (30) abgewandten Seite der Behandlungsvorrichtung (10) angeordnet ist und um eine parallel zur Vorrichtungsschwenkachse (30) verlaufenden Klappenschwenkachse (40) schwenkbar ist, so daß die Klappe (38) in jeder möglichen Schwenkposition der Behandlungsvorrichtung (10) mit einer freien, der Klappenschwenkachse (40) abgewandten Klappenkante (42) dem Luftstrom (28) entgegenragt.
13. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Behandlungsvorrichtung (10) in der Grundposition in einer der Behandlungsvorrichtung (10) angepaßten Ausbuchtung (26) des Strömungskanals (24) einliegt.
14. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die zentrisch im Strömungskanal (24) angeordnete Behandlungsvorrichtung (10) um eine orthogonal zu einer Strömungshauptachse (44) verlaufenden Drehachse (46) der Behandlungsvorrichtung (10) drehbar ist und in der Grundposition eine Seitenfläche (48) der Behandlungsvorrichtung (10) dem Luftstrom zugewandt ist und in der Maximalposition die Anströmfläche (22).
15. Vorrichtung nach Anspruch 14, dadurch gekennzeichnet, daß in der Grundposition bewegliche Klappen (38) die Anströmfläche (22) und die der Anströmfläche abgewandte Fläche (36) abdecken.
16. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß die in der Grundposition außerhalb des Strömungskanals angeordnete Behandlungsvorrichtung (10) durch eine der Form der Behandlungsvorrichtung (10) angepaßte Öffnung des Strömungskanals (24) in den Strömungskanal (24) hinein- und aus diesen herausfahrbar ist.
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