DE102006041732B4

DE102006041732B4 - Vorrichtung zum Filtern eines Luftstromes

Info

Publication number: DE102006041732B4
Application number: DE102006041732.1A
Authority: DE
Inventors: Winfried Schütz
Original assignee: Siemens AG
Current assignee: Siemens Mobility GmbH
Priority date: 2006-09-01
Filing date: 2006-09-01
Publication date: 2016-03-10
Anticipated expiration: 2026-09-02
Also published as: CN101164660A; DE102006041732A1; CN101164660B

Abstract

Vorrichtung (1) zum Filtern eines in ein Schienenfahrzeug eintretenden Luftstromes (2) mit wenigstens einem Vorabscheider (3) zum Abscheiden grober Verunreinigungen und einer in Richtung des Luftstromes (2) dem Vorabscheider (3) nachgeordneten Filtereinheit (5) zum Filtern kleinerer Verunreinigungen, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Vorabscheidern (3), wobei in Richtung des Luftstromes (2) vor den Vorabscheidern (3) Luftklappen (4) angeordnet sind, die zum Einstellen der Anzahl der Vorabscheider (3) eingerichtet sind, die der Luftstrom (2) durchsetzt, so dass der Druckabfall an der Vorrichtung beliebig einstellbar ist, und durch Regelungsmittel zum Einstellen jeder Luftklappe (4) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Sollgröße.

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Filtern eines in ein Schienenfahrzeug eintretenden Luftstromes, mit wenigstens einem Vorabscheider zum Abscheiden grober Verunreinigungen und einer in Richtung des Luftstromes dem Vorabscheider nachgeordneten Filtereinheit zum Filtern kleinerer Verunreinigungen.
Eine solche Vorrichtung ist aus der DE 1 890 476 U bereits bekannt. Dort wird im Anstromkanal eines Filtergehäuses der Luftstrom mittels Umlenkbleche umgelenkt. Hinter den Umlenkblechen befindet sich im Bodenbereich des Anstromkanals ein Gitterrost. Schwerere Teilchen fallen nach dem Umlenken durch den Gitterrost und somit aus dem Luftstrom heraus, so dass eine Vorabscheidung bereitgestellt ist. Anschließend tritt der vorgereinigte Luftstrom in eine Vielzahl von Zyklonfilter ein, die zum Filtern kleinerer Verunreinigungen dienen.
Aus der DE 1 293 545 B ist ein Fliehkraftstaubabscheider mit einer Vielzahl von Einzelzyklonen beschrieben, wobei die Einzelzyklone kranz- oder ringförmig um eine zentrale Staub-Gas-Zuleitung angeordnet sind und mit ihren Einlassöffnungen an diese angeschlossen sind. Die Einlassöffnung der kranzförmig angeordneten Zyklonfilter ist durch steuerbare Schwenkklappen absperrbar. Darüber hinaus ist eine Steuerung beschrieben, welche die Schwenkklappen in Abhängigkeit der Förderleistung und der Geschwindigkeit des Luftstromes ändert. Auf diese Weise kann die Leistung des Fördergebläses im Verhältnis zum Durchsatz klein gehalten werden, wobei Strömungsverluste vermieden sind.
In der DE 689 05 389 T2 ist eine Vorrichtung zum Filtern von Außenluft beschrieben, die einen Vorabscheider zum Abscheiden grober Verunreinigungen wie Staub, Pollen oder dergleichen aufweist. Dem Vorabscheider ist eine Filtereinheit im Wege des Luftstromes nachgeschaltet, die zum Filtern des Luftstromes mit Filterpatronen, beispielsweise aus zweckmäßiger Zellulose, eingerichtet ist. Dabei hält die Filterpatrone auch feinere Schmutzpartikel zurück und sorgt so für die Erzeugung eines im Wesentlichen staubfreien austretenden Luftstromes.
Aus der DE 698 16 009 T2 ist eine so genannte Zyklenabscheidevorrichtung bekannt. Zyklonabscheider weisen zweckmäßige Führungsmittel zum Verwirbeln eines eintretenden Luftstromes auf. Grobe Schmutzpartikel, wie Staub oder dergleichen, werden durch die Verwirbelung nach außen getragen und abgeschieden.
Die DE 298 19 335 U1 beschreibt eine Vorrichtung zum Filtern von Außenluft, wobei im Wege eines Luftstromes ein Vorabscheider und eine Filtereinheit angeordnet sind. Der Vorabscheider besteht aus einer Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Zyklonabscheidern. Die vorbekannte gattungsgemäße Vorrichtung weist den Nachteil auf, dass bei unterschiedlich hohen Luftströmen unterschiedliche Abscheidungsgrade und Druckabfälle erzeugt werden. Dies kann jedoch für andere nachgeschaltete Einrichtungen, wie beispielsweise Klimaanlagen oder dergleichen, nachteilig sein.
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine Vorrichtung der eingangs genannten Art bereitzustellen, die konstante Abscheideraten und konstante Druckabfälle auch bei unterschiedlich hohen Luftströmen ermöglicht.
Die Erfindung löst diese Aufgabe durch eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Vorabscheidern, wobei in Richtung des Luftstromes vor den Vorabscheidern Luftklappen angeordnet sind, die zum Einstellen der Anzahl der Vorabscheider eingerichtet sind, die der Luftstrom durchsetzt, so dass der Druckabfall an der Vorrichtung beliebig einstellbar ist, und durch Regelungsmittel zum Einstellen jeder Luftklappe in Abhängigkeit einer vorgegebenen Sollgröße.
Erfindungsgemäß ist eine Vielzahl von Vorabscheidern vorgesehen, die parallel zueinander angeordnet sind. Dabei dienen mehrere Luftklappen zum Einstellen des Luftstromes. Die Luftklappen bestimmen daher die Anzahl der Vorabscheider, die von dem Luftstrom durchsetzt werden, so wie das Luftvolumen, das innerhalb eines vorgegebenen Zeitraumes die Vorabscheider durchsetzt. So ist es beispielsweise möglich, große Luftströme zu erzeugen, bei denen die erfindungsgemäße Vorrichtung innerhalb einer kurzen Zeitdauer von einem großen Luftvolumen durchsetzt wird. Dabei erhöht sich gleichzeitig die Anzahl der Vorabscheider, die von dem Luftstrom durchsetzt werden. Der Luftstrom in jedem Vorabscheider bleibt somit im Wesentlichen konstant und daher auch der Abscheidungsgrad des Vorabscheiders sowie der der erfindungsgemäßen Vorrichtung insgesamt. Darüber hinaus wird durch die größere Anströmfläche für den Luftstrom der Widerstand und somit der durch die erfindungsgemäße Vorrichtung bereitgestellte Druckabfall konstant gehalten. Der Sollwert entspricht beispielsweise einem gewünschten Volumendurchfluss durch die erfindungsgemäße Vorrichtung, wobei die Regelungsmittel einen Sollwertsteller aufweisen, mit der die Stellung der Luftkappe eingestellt wird, so dass sich ein vorgegebener Druckabfall einstellt.
Vorteilhafterweise ist ein Lüfter zum Erzeugen des Luftstromes vorgesehen. Der Lüfter ist zweckmäßigerweise mit einer Energieversorgung verbunden und beispielsweise vom Führerstand eines Schienenfahrzeugs bedienbar. Die erfindungsgemäße Vorrichtung ist insbesondere für einen Einsatz in einem Schienenfahrzeug geeignet.
Gemäß einer diesbezüglich zweckmäßigen Weiterentwicklung ist der Lüfter zum Erzeugen unterschiedlich hoher Luftströme eingerichtet. Aufgrund dieser zweckmäßigen Weiterentwicklung ist die erfindungsgemäße Vorrichtung auf einfache Weise beispielsweise durch die Erhöhung der Drehzahl der Pumpe mittels eines regelbaren Antriebs an unterschiedliche Anforderungen anpassbar.
Zweckmäßigerweise ist der Lüfter der Filtereinheit in Richtung des Luftstroms nachgeordnet.
Zweckmäßigerweise sind die Vorabscheider Zyklonabscheider. Zyklonabscheider sind gemäß dem landläufigen Stand der Technik bekannt, so dass an dieser Stelle hierauf nicht mehr eingegangen zu werden braucht.
Weitere zweckmäßige Ausgestaltungen und Vorteile der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung eines Ausführungsbeispiels der Erfindung unter Bezug auf die Figur der Zeichnung, wobei die
Figur eine schematische Darstellung eines Ausführungsbeispiels der erfindungsgemäßen Vorrichtung zeigt.
Die Figur zeigt in schematischer Darstellung ein Ausführungsbeispiel der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1, die einen im Wege eines Luftstromes 2 angeordneten Vorabscheider 3 in Gestalt eines Zyklonabscheiders 3 aufweist. Der in der Figur dargestellte Zyklonabscheider 3 steht symbolisch für eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Zyklonabscheidern 3. In Richtung des Luftstromes 2 sind den Zyklonabscheidern 3 Luftklappen 4 vorgeschaltet. Durch Öffnen oder Schließen von Luftklappen 4 mittels figürlich nicht dargestellter Steuerungsmittel durchsetzt der Luftstrom 2 hinter den Luftklappen 4 angeordnete Zyklonabscheider 3 in Abhängigkeit der Stellung der Luftklappen 4. Der frei durchströmte Querschnitt des gesamten Zyklonabscheiders ist daher abhängig von der Stellung der Luftklappen 4.
Dem Zyklonabscheider 3 ist eine Filtereinheit 5 nachgeordnet, die beispielsweise über eine übliche Filterpatrone verfügt. Filtereinheiten sind dem Fachmann als solche bekannt, so dass an dieser Stelle hierauf nicht weiter eingegangen zu werden braucht. Der Filtereinheit 5 ist ein drehzahlvariabler Lüfter 6 nachgeordnet, der von einer Energieversorgungseinheit 7 angetrieben ist.
Die in der Figur dargestellte Vorrichtung 1 ist beispielsweise Teil eines Schienenfahrzeuges und der raumlufttechnischen Anlage des Schienenfahrzeuges vorgeschaltet. Sie dient zum Ansaugen von Außenluft, die zunächst in den Vorabscheider 3 je nach Stellung der Luftklappen 4 eintritt. Im Vorabscheider 3 wird die Außenluft vorgereinigt, so dass grobe Schwebepartikel, Staub oder dergleichen aus dem Luftstrom 2 entfernt sind. Anschließend durchsetzt der Luftstrom 2 die Filtereinheit 5 und dessen Filterpatrone, die in Abhängigkeit der Porengröße des verwendeten Systems feinere Schmutzpartikel zurückhält. Anschließend durchsetzt der Luftstrom 2 den Lüfter 6 und verlässt die Vorrichtung 1, wobei für die nachgeschaltete raumlufttechnische Anlage gereinigte Umgebungsluft bereitgestellt ist.
Gemäß dieser erfindungsgemäßen Vorrichtung ist somit der Abscheidungsgrad, die Filtrationsklasse und der Druckabfall des Luftstromes 2 beim Durchsetzen der Vorrichtung 1, die beispielsweise in einem zweckmäßigen kanalförmigen Gehäuse angeordnet ist, beliebig einstellbar. Der Vorabscheider 3 weist daher einen variablen aktiven Querschnitt auf und zwar je nach Stellung der Luftklappen 4. Der Druckabfall der erfindungsgemäßen Vorrichtung 1 kann somit vorgewählt werden. Ferner stellt die erfindungsgemäße Vorrichtung 1 auch für unterschiedliche Luftströme 2 einen konstanten Abscheidungsgrad bereit.

Claims

Vorrichtung (1) zum Filtern eines in ein Schienenfahrzeug eintretenden Luftstromes (2) mit wenigstens einem Vorabscheider (3) zum Abscheiden grober Verunreinigungen und einer in Richtung des Luftstromes (2) dem Vorabscheider (3) nachgeordneten Filtereinheit (5) zum Filtern kleinerer Verunreinigungen, gekennzeichnet durch eine Vielzahl von parallel zueinander angeordneten Vorabscheidern (3), wobei in Richtung des Luftstromes (2) vor den Vorabscheidern (3) Luftklappen (4) angeordnet sind, die zum Einstellen der Anzahl der Vorabscheider (3) eingerichtet sind, die der Luftstrom (2) durchsetzt, so dass der Druckabfall an der Vorrichtung beliebig einstellbar ist, und durch Regelungsmittel zum Einstellen jeder Luftklappe (4) in Abhängigkeit einer vorgegebenen Sollgröße.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch einen Lüfter (6) zum Erzeugen des Luftstromes (2).
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (6) zum Erzeugen unterschiedlich hoher Luftströme eingerichtet ist.
Vorrichtung (1) nach Anspruch 2 oder 3, dadurch gekennzeichnet, dass der Lüfter (6) der Filtereinheit (5) nachgeordnet ist.
Vorrichtung (1) nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass jeder Vorabscheider ein Zyklonabscheider (3) ist.