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Gebiet der Erfindung
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Die
vorliegende Erfindung betrifft einen Luftfilter mit Vorabscheider,
und insbesondere einen Luftfilter mit Vorabscheider mit einer aufeinander
abgestimmten Strömungsgeometrie zwischen einer Abströmgeometrie
eines Vorabscheiders und einer Anströmfläche eines
Filterelementes eines Hauptfilters.
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Insbesondere
im Bereich von Brennkraftmaschinen, die auf bzw. in Fahrzeugen zum
Einsatz kommen, ist die Ausgestaltung eines effizienz- und platzoptimierten
Luftfiltersystems unerlässlich, um die Abmessungen gering
zu halten, und auf der anderen Seite eine dennoch hohe Effizienz
der Luftfilteranordnung zu ermöglichen.
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Aus
beispielsweise
EP 1
364 695 A1 ist ein Luftfilter bekannt, der in den Ansaugtrakt
einer Brennkraftmaschine integriert ist, um die den Zylindern der
Brennkraftmaschine zuzuführende Verbrennungsluft einer
Filtration zu unterziehen. Der Luftfilter ist im Wesentlichen dreiteilig
aufgebaut und umfasst in einem Filtergehäuse ein Filterelement,
welches als auswechselbare Filterpatrone ausgebildet ist, die axial
von der Verbrennungsluft durchströmt wird und radial über
einen verschließbaren Deckel in das Filtergehäuse
einsetzbar ist. Der Filterpatrone ist ein Zyklon-Vorabscheider vorgeschaltet,
der zur Abscheidung von groben Schmutzpartikeln dient. Stromab der
Filterpatrone befindet sich ein Sekundär- bzw. Feinfilterelement,
das ebenfalls radial bei geöffnetem Deckel in das Filtergehäuse
einsetzbar ist. Der Zyklon-Vorabscheider, die Filterpatrone und
das Feinfilterelement liegen axial hintereinander und werden ohne
Umlenkung der zu reinigenden Verbrennungsluft in Achsrichtung durchströmt.
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Zusammenfassung der Erfindung
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Der
vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Luftfilter
mit einem Vorabscheider bereitzustellen, der eine optimierte Anströmgeometrie bereitstellt,
um auf diese Weise die Effizienz des Luftfiltersystems zu optimieren.
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Der
Aufgabe der vorliegenden Erfindung wird gelöst durch den
Gegenstand der unabhängigen Ansprüche, wobei weitergebildete
Ausführungsformen in den unabhängigen Ansprüchen
verkörpert sind.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Luftfilter
für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt mit einem Luftfiltergehäuse,
einem Vorabscheider, wobei das Luftfiltergehäuse eine Aufnahme
für ein Filterelement und einen Rohgasraumbereich aufweist,
wobei der Rohgasraumbereich zu dem Luftfilter begrenzt wird durch das
Luftfiltergehäuse und zu einem einzusetzenden Filterelement
begrenzt wird durch eine rohgasseitige Mantelfläche bzw.
-anströmfläche. wobei der Vorabscheider eine Luftauslasskonfiguration
aufweist, wobei die Luftauslasskonfiguration mit einer Anströmfläche
eines einzusetzenden Filterelementes kor respondiert, wobei der Vorabscheider
eine Zyklonenanordnung mit einer Mehrzahl von Einzelzyklonen mit jeweils
einem Abströmweg aufweist, wobei die Abströmwege
auf eine Anströmfläche eines einzusetzenden Filterelementes
ausgerichtet verteilt ist, wobei die Aufnahme des Luftfiltergehäuses
ausgelegt ist, um ein Filterelement in der Form eine Mehrfachbalgfilters
mit einem außenliegenden Filterbalg und einem radial dazu
innenliegenden Filterbalg aufzunehmen, wobei wenigstens ein Teil
der Einzelzyklone mit ihren Abströmwegen auf eine Linie
korrespondierend mit einem Anströmungskanal des einzusetzenden
Filterelementes ausgerichtet sind.
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Durch
die unterschiedlichen Wirkungsweisen eines Zyklonenvorabscheiders
und eines Filterelementes als Hauptfilter ergeben sich in einem
Luftfiltergehäuse unterschiedliche Wirkungs- und Arbeitsweisen
der unterschiedlichen Filterstufen in einem Luftfiltergehäuse.
Diese können durch den angegebenen Luftfilter dahingehend
optimiert werden, dass die Abströmwege, die im Regelfall
mit einer Auslassöffnung eines Einzelzyklons korrespondieren
auf entsprechende Anströmflächen ausgerichtet
werden, die sich bei einem Mehrfachbalgfilter in der Regel aus einem
Anströmkanal ergeben, der durch beispielsweise zwei nebeneinander
angeordneten Filterbälgen gebildet wird. Dabei werden die
Einzelzyklone der Zyklonenanordnung derart ausgerichtet, dass deren
Abströmwege bzw. deren Mündungen auf entsprechende
Anströmkanäle des Filterelementes ausgerich tet
sind, sodass die von den Einzelzyklonen abströmende Luft
weniger oder nicht gegen eine Stirnfläche strömt,
die zu einer Erhöhung des Luftwiderstandes führen
würde. Auf diese Weise kann der gesamte Strömungswiderstand
der Luftfilteranordnung optimiert werden, indem die Abströmwege
eines Vorabscheiders korrespondierend angeordnet werden mit den
Anströmwegen eines Mehrfachbalgfilters. Da ein Mehrfachbalgfilter
konstruktionsbedingt im Regelfall einen ringförmigen Anströmkanal
aufweist, ist es von Bedeutung, für die Optimierung des Strömungswiderstandes
innerhalb der Luftfilteranordnung die Abströmwege der Einzelzyklone
so auszurichten, dass diese korrespondierend mit einer ringförmigen
Anströmkanalgeometrie ausgerichtet sind. Dabei können
die Einzelzyklone auch auf mehrere Anströmkanäle
ausgerichtet sein, die beispielsweise konzentrisch zueinander liegen.
Die Anströmkanäle sind dabei nicht zwingend ringförmig,
sondern können ebenfalls linien- oder flächenförmig
im Querschnitt ausgestaltet sein. An dieser Stelle kann es von Bedeutung
sein, dass keine oder nur eine eingeschränkte Strömungsumkehr
oder Strömungsablenkung der von den Einzelzyklonen des
Vorabscheiders abgegebenen Luft- bzw. Fluidströmung erfolgen muss.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist wenigstens
ein Teil der Einzelzyklone mit ihren Abströmwegen tangential
entlang eines Außenumfangs eines einzusetzenden Filterelementes
ausgerichtet.
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Eine
derartige Anordnung ermöglicht eine strömungsoptimierte
Anströmung eines in ein Luftfiltergehäuse eingesetzten
Filterelementes, wenn dieses eine Anströmfläche
aufweist, die zumindest teilweise über die äußere
Mantelfläche des Filterelementes definiert ist. Dieses
ist beispielsweise der Fall bei Faltenbalgfiltern, die eine Dichtungskonfiguration aufweisen,
die die Trennung von Reingasseite und Rohgasseite bezüglich
eines Luftfiltergehäuses auf der Abströmseite
vorsieht. Dabei ist nicht ausgeschlossen, dass zusätzlich
eine Anordnung von Einzelzyklonen oder auch eines anderen Vorabscheiders
vorgesehen wird, der über eine Stirnseite eines Filterelementes
das Filterelement anströmt.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Luftfilter
für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt mit einem Luftfiltergehäuse
und einem Vorabscheider, wobei das Luftfiltergehäuse eine
Aufnahme für ein Filterelement und einen Rohgasraumbereich
aufweist, wobei der Rohgasraumbereich zu dem Luftfilter begrenzt
wird durch das Luftfiltergehäuse und zu einem einzusetzenden Filterelement
begrenzt wird durch eine rohgasseitige Mantelfläche bzw.
Anströmfläche, wobei der Vorabscheider eine Luftauslasskonfiguration
aufweist, wobei die Luftauslasskonfiguration mit einer Anströmfläche
eines einzusetzenden Filterelementes korrespondiert, wobei der Vorabscheider
eine Zyklonenanordnung mit einer Mehrzahl von Einzelzyklonen mit jeweils
einem Abströmweg aufweist, wobei die Abströmwege
auf eine Anströmfläche eines einzusetzenden Filterele mentes
ausgerichtet verteilt ist, wobei wenigstens ein Teil der Einzelzyklone
mit ihren Abströmwegen tangential entlang eines Außenumfangs
eines einzusetzenden Filterelementes ausgerichtet sind.
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Auf
diese Weise wird ungeachtet dessen, ob ein weiterer Vorabscheider
bzw. weitere Einzelzyklone vorgesehen sind, die über eine
axiale Richtung ein Filterelement anströmen, eine optimierte
Anströmungsgeometrie für eine Anströmung über
eine Mantelfläche bereitgestellt. Insbesondere wenn ein Filterelement
vorgesehen ist, dass ausschließlich über eine äußere
Mantelfläche angeströmt wird, kann ein Vorabscheider
bzw. Einzelzyklone entbehrlich sein, die über eine Stirnfläche
das Filterelement anströmen. Vielmehr kann der Strömungswiderstand der
gesamten Luftfilteranordnung für derartige Filterelemente
optimiert werden, indem die Einzelzyklone mit ihren Abströmwegen
tangential entlang eines Außenumfangs des einzusetzenden
Filterelementes ausgerichtet sind. Eine tangentiale Ausrichtung
ermöglicht dabei, dass die einströmende Luft bzw.
das einströmende Fluid über eine größere
Umfangsfläche bzw. einen größeren Umfangsweg
verteilt wird, über den sich auch die Anströmfläche
bzw. die Mantelfläche eines Filterelementes erstreckt.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Einzelzyklone
in einer Reihe in Richtung einer axialen Ausdehnungsrichtung eines
einzusetzenden Filterelementes angeordnet.
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Bei
einer Anordnung der Einzelzyklone in einer Linie können
die Anströmwege optimiert ausgestaltet werden, sodass eine
aufwendige Heranführung einer zu filternden Luft bzw. eines
zu filternden Fluides entbehrlich ist. Die Einzelzyklone können
dabei nicht nur in einer Linie ausgerichtet sein, um beispielsweise
die Baubreite eines Luftfiltergehäuses bzw. einer Luftfilteranordnung
schmal auszugestalten, sondern auch entlang eines Umfangs eines
einzusetzenden Filterelementes ausgerichtet sein, wenn dies funktional
von Vorteil ist.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das
Luftfiltergehäuse einen zu einer radialen Mantelfläche
eines einzusetzenden Filterelementes in Umfangsrichtung abnehmenden Abstand
auf.
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Auf
diese Weise kann dem Rechnung getragen werden, dass eine tangential
herangeführte zu filterende Luft bzw. ein Fluid sich zirkular
um den äußeren Umfang eines Filterelementes herumbewegt und
dabei entlang des Umfangs Teile des zu filternden Fluides durch
die Filterfläche des Luftfilters treten, sodass die gesamte
Menge des noch zu filternden Fluides entlang des Umfanges abnimmt.
Auf diese Weise kann zudem bei einer entlang des Umfangs abnehmenden
Fluidmenge und bei einer korrespondierend dazu abnehmenden Abstand
der Druck des Fluides auf der Anströmseite des Filterelementes
im Wesentlichen konstanter gehalten werden, sodass die Filtereffizienz
des Filterelementes über den Umfang gleichmäßiger
ausgestaltet werden kann, bzw. im Optimalfall konstant ist.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist das
Luftfiltergehäuse eine Stufe auf, die einen Bereich eines
radial nach außen geringen Abstandes zu einem einzusetzenden
Filterelement mit einem Bereich eines radial nach außen großen
Abstandes zu einem einzusetzenden Filterelement verbindet.
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Auf
diese Weise kann in der Stufe die Luftauslasskonfiguration vorgesehen
werden. Insbesondere kann durch eine derartige Anordnung die gesamte
Bauform und damit das Bauvolumen eines Luftfiltergehäuses
kompakter ausgestaltet werden. Die Stufe kann dabei bezüglich
der umlaufenden Fläche rechtwinklig ausgestaltet sein,
jedoch auch je nach Gegebenheiten geneigt sein. Die Fläche
der Stufe erstreckt sich dabei beispielsweise radial von dem einzusetzenden
Filterelement weg. Dabei kann die Stufe insbesondere bei ovalen
einzusetzenden Filterelementen und Luftfiltergehäusen,
die für einen Einsatz eines ovalen Filterelementes vorgesehen sind,
im Bereich der weniger gekrümmten Bereiche des Ovals vorgesehen
sein.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind in der
Stufe eine Mündung bzw. Mündungen einer Luftauslasskonfiguration
vorgesehen, wobei die Abströmwege der Einzelzyklone in
einer im Wesentlichen tangentialen Richtung ausgerichtet sind.
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Auf
diese Weise kann die Stufe als Aufnahme verwendet werden, um die
Mündungen der Einzelzyklonen anzuordnen, um einen von den
Einzelzyk lonen abströmenden Fluidstrom über weite
Wege um nahezu den gesamten Umfang eines einzusetzenden Filterelementes
herum führen zu können, ohne dass der Luftstrom über
Gebühr durch beispielsweise Falten eines Faltenfilters
in Umfangsrichtung abgebremst wird.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung ist in der
Stufe eine Mündung von mindestens einem Einzelzyklon vorgesehen,
mit einem Abströmweg in einer im Wesentlichen tangentialen
Richtung.
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Auf
diese Weise kann insbesondere bei einem Einsatz von mehreren Einzelzyklonen
eine verhältnismäßig kompakte Einströmgeometrie
in ein Luftfiltergehäuse bereitgestellt werden, die aufgrund mehrerer
Einzelzyklone, die beispielsweise entlang einer Linie parallel zu
einer axiale Ausdehnungsrichtung eines einzusetzenden Filterelementes
eine Ringströmung über eine verhältnismäßig
große Breite bereitstellen.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung sind die Mehrzahl
von Einzelzyklonen mit ihren Abströmwegen auf einen Ringspalt zwischen
wenigstens zwei Filterbälgen eines einzusetzenden Mehrfachbalgfilters
verteilt ausgerichtet.
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Auf
diese Weise kann der gesamte Strömungswiderstand der Luftfilteranordnung
weiter optimiert werden, indem die Abströmwege eines Vorabscheiders
korrespondierend angeordnet werden mit den Anströmwegen
eines Mehrfachbalgfilters. Da ein Mehrfachbalgfilter konstruktionsbedingt
im Regelfall einen ringförmigen Anströmkanal aufweist,
ist es von Bedeu tung, für die Optimierung des Strömungswiderstandes
innerhalb der Luftfilteranordnung die Abströmwege der Einzelzyklone
so auszurichten, dass diese korrespondierend mit einer ringförmigen
Anströmkanalgeometrie ausgerichtet sind. Die Einzelzylkone
können dabei gleichmäßig über
die Erstreckungslinie eines Ringspaltes verteilt sein. Dabei können
die Einzelzyklone auch auf mehrere Anströmkanäle
ausgerichtet sein, die beispielsweise konzentrisch zueinander liegen.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist der
Luftfilter ein Filterelement in Form eines Mehrfachbalgfilters auf
mit einem außenliegenden Filterbalg und einem radial dazu
innenliegenden Filterbalg, wobei die Faltentiefe des außenliegenden
Filterbalges kleiner ist als die Faltentiefe eines dazu benachbart
radial innenliegenden Filterbalges.
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Auf
diese Weise kann der Anströmkanal insbesondere bei einer
Anströmung in einen Ringspalt zwischen zwei Filterbälgen
verhältnismäßig weit radial nach außen
angeordnet werden, sodass der Anströmkanal dadurch eine
größere effektive Querschnittsfläche
aufweisen kann, als ein Anströmkanal, der radial weiter
innen liegt. Dies ergibt sich aus dem größeren
Umfang des Ringspaltes, wenn dieser radial weiter außen
angeordnet werden kann. Ferner kann durch das Bereitstellen einer
größeren Faltentiefe bei einem radial innen liegenden
Faltenbalg die Flächenbelastung des inneren Faltenbalges
und des äußeren Faltenbalges aneinander an genähert
werden, sodass eine gleichmäßigere Filterflächenbelastung
auftritt.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird an dem
außen liegenden Filterbalg an einem der Anströmseite
zugewandten Seite eine formwahrende Schale vorgesehen, wobei sich
die Schale nur teilweise in einer radialen Richtung über
die Faltentiefe des außenliegenden Filterbalges erstreckt.
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Auf
diese Weise wird durch die formwahrende Schale eine Formstabilität
eines Filterelementes bereitgestellt, die insbesondere bei Faltenbalgfiltern von
Bedeutung ist, ohne eine Stirnfläche eines Faltenbalges
unnötig zu verschließen. Vielmehr können die
offenen Flächen zwischen den Filterfalten als zusätzliche
Anströmflächen in axialer Richtung verwendet werden,
sodass sich eine größere effektive Querschnittsfläche
eines Anströmkanales zwischen einem äußeren
Faltenbalg und einem inneren Faltenbalg ergibt. Die Rohgasseite
und die Reingasseite des entsprechenden Faltenbalges kann durch
eine Verklebung verschossen sein, die sich jedoch zur zuverlässigen
Trennung nur auf einer Seite des Faltenbalges befinden muss. Ferner
können auf der formwahrenden Schale Luft- bzw. Fluidleitende
Anordnungen vorgesehen sein, wie beispielsweise Luftleitbleche,
um eine optimierte und aerodynamisch günstigere Anströmung
des Anströmkanales bereitstellen zu können. Die
kann beispielsweise eine trichter förmige Ausgestaltung
der stirnseitigen Anströmfläche der formwahrenden
Schale sein, die strömungstechnische Staupunkte vermeidet.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist ein
Einzelzyklon einen Zyklonenkanal auf, an dessen Einlassende eine
Leitblechanordnung vorgesehen ist, die ausgelegt ist, um eine einströmende
Luft bzw. ein Fluid in eine Drehbewegung um eine Erstreckungsachse
des Zyklonenkanals zu versetzen, und wobei an dessen Auslassende
eine konzentrische Auslassanordnung vorgesehen ist mit einem innenliegenden
Reinluftauslass und einem außen liegenden Filterpartikelauslass.
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Auf
diese Weise wird ermöglicht, mit einer verhältnismäßig
kompakten Bauform einen Einzelzyklon bereitzustellen, bei dem zu
reinigende Luft bzw. zu reinigendes Fluid derart in eine Rotationsbewegung
innerhalb des Zyklonenkanals versetzt wird, dass sich herauszufilternde
Partikel aufgrund des Fliehkraft an die Außenwand des Zyklonenkanals
bewegen und bei einer fortschreitenden Strömung entlang
der axialen Ausdehnungsrichtung des Zyklonenkanals zwischen einen
Ringschlitz gedrückt werden, der außerhalb des
innenliegenden Reinluftauslasses liegt und einen außen
liegenden Filterpartikelauslass darstellt. Die von den schweren
Filterpartikeln gereinigte Luft bzw. Fluid gelangt dann durch den
innenliegenden Reinluftauslass in den Abströmbereich des Einzelzyklons,
der auf eine Anströmfläche eines Filterelementes
ausgerichtet ist.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung wird ein Luftfilter
für eine Brennkraftmaschine bereitgestellt mit einem Luftfiltergehäuse
und einem Vorabscheider, wobei das Luftfiltergehäuse einen
Rohgasraumbereich und eine Aufnahme für ein Filterelement
aufweist, wobei der Rohgasraumberiech zu dem Luftfilter begrenzt
wird durch das Luftfiltergehäuse und zu einem einzusetzenden Filterelement
begrenzt wird durch eine rohgasseitige Mantelfläche bzw.
Anströmfläche, wobei der Vorabscheider eine Luftauslasskonfiguration
aufweist, wobei die Luftauslasskonfiguration mit einer Anströmfläche
eines einzusetzenden Filterelementes korrespondiert, wobei der Vorabscheider
eine Zyklonenanordnung mit einer Mehrzahl von Einzelzyklonen mit jeweils
einem Anströmweg aufweist, wobei die Anströmwege
auf eine Anströmfläche eines einzusetzenden Filterelementes
ausgerichtet verteilt sind, wobei die Aufnahme des Luftfiltergehäuses
ausgelegt ist, um ein Kompaktfilterelement in Form eines gewickelten
Flötenfilters mit einer im Wesentlichen axialen Anströmfläche
aufzunehmen, wobei die Mehrzahl von Einzelzyklonen mit ihren Abströmwegen
auf einer Anströmfläche eines einzusetzenden Flötenfilters
verteilt ausgerichtet sind und zwischen der Mehrzahl von Einzelzyklonen
mit ihren Abströmwegen und der Anströmfläche
eines einzusetzenden Flötenfilters eine Diffusionsvorrichtung
angeordnet ist, die ausgelegt ist, um eine Homogenisierung der Druckverteilung über
eine Anströmfläche zu erzeugen.
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Auf
diese Weise kann eine homogene Anströmung und damit eine
homogene Filterelementbelastung erreicht werden, insbesondere auch
für einen Flötenfilter, der im Wesentlichen ausschließlich über eine
Stirnfläche angeströmt wird. Insbesondere kann durch
eine Diffusionsvorrichtung erreicht werden, dass nicht nur die Stirnflächenbereiche
eines Kompaktfilterelementes angeströmt werden, die im
direkten Abströmweg eines Einzelzyklons liegen, sondern eine
homogenere Filterbelastung erreicht werden. Eine Diffusionsvorrichtung
kann beispielsweise aus einer Anordnung von Fluid- oder Luftleitblechen
bestehen, jedoch auch eine einfache Gittervorrichtung sein, die
den eigentlichen Strömungsverlauf homogenisiert. Dabei
kann die Diffusionsvorrichtung unterschiedlich angestellte Luftleitbleche
aufweisen, die zum einen eine gleichmäßigere Verteilung
erlauben, jedoch auch eine Luft- bzw. Fluidrotationsbewegung hervorrufen
können, die den Weg zwischen der Diffusionsvorrichtung
bzw. der Abströmfläche der Einzelzyklonen und
einer Stirnfläche eines Kompaktfilterelementes verlängert,
ohne dabei die Baulänge eines Luftfiltergehäuses
verlängern zu müssen. Auch auf diese Weise kann
sich eine Homogenisierung der Anströmluft einstellen.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist der
Luftfilter ein Kompaktfilterelement in der Form eines gewickelten
Flötenfilters auf mit einer im Wesentlichen axialen Anströmfläche.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung weist die
Anströmfläche des Kompaktfilterelementes in einem
in Richtung der Abströmwege der Einzelzyklone liegenden
Bereich Vertiefungen auf.
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Auf
diese Weise kann eine gleichmäßigere Anströmung
der unterschiedlichen Filterflöten erreicht werden, insbesondere
kann aufgrund einer derartigen Vertiefung auf der Anströmseite
des Kompaktfilterelementes eine gewisse Luftleit- bzw. Fluidleitfunktion
bereitgestellt werden. Derartige Vertiefungen können beispielsweise
bereits im Fertigungsverfahren der Wicklung eines Wickelfilters
ausgebildet werden, insbesondere wenn eine derartige Vertiefung
etwa ringförmig entlang eines ovalen Kompaktfilterelementes
bzw. Flötenfilterelementes mit einer stirnseitigen Anströmfläche
ausgebildet wird. Dabei kann die Vertiefung konzentrisch zu der äußeren
ovalen Umfangskontur bzw. runden Umfangskontur ausgestaltet sein,
sodass sich eine Art Anströmkehle ausbildet, auf die die
entsprechenden Abströmwege der Einzelzyklone ausgerichtet
sind. In einem Fertigungsverfahren kann dies beispielsweise dadurch erreicht
werden, dass sich über die gesamte Länge der aufzuwickelnden
Flötengeometrie diese von der anströmseitigen
Kante her zunächst verjüngt und anschließend
wieder verbreitert, sodass sich in einem aufgewickelten Zustand
eine umlaufende kehlige Ausgestaltung einer Vertiefung auf einer
Stirnfläche eines Kompaktfilter- bzw. Wickelfilterelementes
ausbildet.
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Gemäß einer
beispielhaften Ausführungsform der Erfindung befindet sich
in Umfangsrichtung zwischen einer Außenwand des Luftfiltergehäuses und
einer Anströmfläche eines einzusetzenden Filterelementes
eine Fluidleitblechanordnung. Mit einer derartigen Leitblechanordnung
kann eine optimierte Strömungsgeometrie innerhalb des Luftfiltergehäuses
bereitgestellt werden, sodass insbesondere feinere Nuancen im Strömungsweg
eingestellt werden können, ohne dass die gesamte Geometrie
eines Luftfiltergehäuses modifiziert werden muss.
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Es
sei verstanden, dass auch eine Kombination der zuvor beschriebenen
Merkmale möglich ist, wodurch sich zum Teil eine synergetische
Wechselwirkung einstellen kann, die über die Summe der
Einzelwirkungen der genannten Merkmale hinausgeht.
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Im
Folgenden werden nun beispielhafte Ausführungsformen der
Erfindung anhand der beigefügten Zeichnungen beschrieben
und erläutert.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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1 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform eines Luftfilters mit
einem Vorabscheider und einem eingebauten Faltenfilterelement.
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2 zeigt
eine weitere beispielhafte Ausführungsform eines Luftfilters
mit einem eingebauten Faltenfilterelement.
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3 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform eines Luftfilters mit
tangential angeordneten Zyklonen.
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4 zeigt
eine radiale Schnittansicht eines Luftfilters mit einem tangential
anströmenden Zyklon.
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5 zeigt
eine Aufsicht eines Filterelementes von einer Seite mit zwei An-
bzw. Abströmkanälen.
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6 zeigt
eine Aufsicht eines Filterelementes mit einem An- bzw. Abströmkanal.
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7 zeigt
eine Aufsicht auf eine Vorabscheidergeometrie mit einem Filterelement
von einer Seite mit einem Anströmkanal.
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8 zeigt
eine Aufsicht auf eine Vorabscheidergeometrie mit einem Filterelement
von einer Seite mit zwei Anströmkanälen.
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9 zeigt
ein Mehrfachfaltenfilterelement gemäß einer beispielhaften
Ausführungsform der Erfindung.
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10 zeigt
eine in 7 gezeigte Vorabscheidergeometrie
mit geneigt angestellten Zyklonen.
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11 zeigt
eine Vorabscheidergeometrie mit zwei seitlich angeordneten Zyklonblöcken,
die in axialer Richtung angeströmt werden.
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12 zeigt
eine Innenansicht eines Luftfiltergehäuses der in 11 gezeigten
ausführungsform.
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13 zeigt
eine Ausführungsform, in der die Zyklone radial angeströmt
werden.
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14 zeigt
eine Ausführungsform, in der die Zyklone weitestgehend
an einem Umfang des Luftfiltergehäuses angeordnet sind
und radial angeströmt werden.
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15 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform eines Luftfilters mit
einem Flöten-, Wickel- bzw. Kompaktfilterelement.
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16 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform eines Luftfilters mit
einer Diffusionsvorrichtung.
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17 zeigt
eine Schnittansicht entlang einer axialen Ausdehnungsrichtung eines
Kompaktfilter- bzw. Flötenfilterelementes mit anströmenden
Zyklonen.
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Die
im Folgenden beschriebenen Ausführungsformen sind keinesfalls
beschränkend aufzufassen und zeigen zweckmäßige,
jedoch nicht ausschließliche Ausführungsformen
der Erfindung.
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Detailierte Beschreibung beispeilhafter
Ausführungsformen der Erfindung
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1 zeigt
eine beispielhafte Ausführungsform eines Luftfilters 100 sowie
einem Vorabscheider 120. Der Vorabscheider weist eine Zyklonenanordnung 130 auf,
die in der hier gezeigten Ausführungsform eine Mehrzahl
von Einzelzyklonen 140 aufweist. Die Einzelzyklone weisen
jeweils eine Abströmrichtung 148 auf. Die Abströmrichtung
der Zyklone 140 ist hier in einen Rohgasraum 102 eines
Luftfiltergehäuses gerichtet. In das Luftfiltergehäuse 100 ist
ein Filterelement 1 eingesetzt, das hier in Form eines Mehrfachfaltenbalgfilters
ausgestaltet ist. Die vor-abgeschiedenen Partikel können über
den Staubaustragstutzen 129 ohne zusätzliche Absaugung
ausgetragen werden, etwa durch Selbstaustragung mittels Schwerkraft,
Motorpulsationenen, etc. Dieser einfachere, kostensparende Aufbau
kann einen größeren Zyklonzellendurchmesser bedingen,
der jedoch nicht so leicht verstopft.
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Das
hier gezeigte Filterelement weist einen äußeren
Faltenbalg 10 sowie einen inneren Faltenbalg 20 auf.
Bedingt durch die in 1 gezeigte Einbaurichtung mit
einer Dichtungsanordnung im Bereich einer Aufnahme 101 des
Luftfiltergehäuses für eine Filterelement 1 auf
einer der Rohgasseite zugewandten Seite des Luftfiltergehäuses
ergibt sich durch die Ausgestaltung des Filterelementes 1 mit den
beiden Faltenbälgen 10, 20 ein Anströmkanal zwischen
den beiden Faltenbälgen 10 und 20. Das Filterelement 1 ist
in der hier gezeigten Ausführungsform mit einer formwahrenden
Schale 60 versehen, an der hier auch die Dichtungskonfiguration
des Filterelementes 1 vorgesehen ist, mit der das Filterelement 1 in
die Aufnahme 101 des Luftfiltergehäuses 100 eingesetzt
wird. In der in 1 gezeigten Ausführungsform
sind zwei gegenüberliegende Seiten des inneren Faltenbalges 20 mittels
eines Dichtungsleementes 51 verbunden, sodass die Rohgasseite 102 und
die Reingasseite 103 bezüglich des Filterelementes 1 voneinander
fehlluftdicht getrennt sind. Da der in 1 gezeigte
Luftfilter eine Konfiguration aufweist, bei der die Aufnahme 101 axial
in Richtung des Vorabscheiders angeordnet ist, ergibt sich bei einer
kor respondierenden Ausgestaltung eines hier gezeigten Zweibalgfaltenfilters
ein einziger Anströmkanal, der in Form eines Ringspaltes
umlaufend auf der rohgasseitigen Anströmfläche
des Filterelementes vorgesehen ist. Die Einzelzyklone 140 sind
hier auf die Anordnung des Ringspaltes des Anströmkanals ausgerichtet,
sodass die Abströmungswege 148 mit dem Ringspalt
des Anströmkanales korrespondieren. Auf der Abströmseite
des Filterelementes sind der erste Faltenbalg 10 und der
erste Faltenbalg 20 mit einem zweiten Dichtungselement 52 dichtend
verbunden, sodass auch an dieser Seite eine fehlluftdichte Trennung
von Reingasseite und Rohgasseite bzgl. des Filterelementes 1 sichergestellt
ist.
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2 zeigt
eine alternative Ausführungsform eines Luftfilters mit
einem Vorabscheider 120, der an einem Lufffiltergehäuse 100 angeordnet
ist. Auch hier weist der Vorabscheider 120 eine Zyklonenanordnung 130 auf,
die eine Mehrzahl von Einzelzyklonen 140 aufweist. Gegenüber
der in 1 gezeigten Anordnung weist der in 2 gezeigte
Vorabscheider 120 eine größere Anzahl
von Einzelzyklonen auf. Die Luftauslasskonfiguration 121 des
Vorabscheiders bzw. der Zyklonenanordnung ist auch hier auf die
Anströmgeometrie eines Filterelementes 1 optimiert
angeordnet. Die vorabgeschiedenen Partikel können auch über
den Staubaustragstutzen 129 mittels externer Absaugung
ausgetragen werden, etwa durch einen Abgasejektor oder andere Unterdruckquelle
wie Kühlergebläse. Dazu bedarf es einer zusätzlichen
Leitung. Gleichzeitig kann der Zyklonzellen durchmesser verkleinert
werden, was Prinzip bedingt einen höheren Abscheidegrad
bringt.
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Im
Gegensatz zu 1 ist das Filterelement 1 in
eine Richtung eingebaut, bei der die Aufnahme 101 für
ein Filterelement 1 für ein Luftfiltergehäuse 100 auf
einer vom Vorabscheider 120 abgewandten Seite des Luftfiltergehäuses 100 angeordnet
ist. Damit befindet sich die Aufnahme und damit auch die Dichtungskonfiguration
zur Abdichtung des Filterelementes gegenüber dem Luftfiltergehäuse 100 auf
einer reingasseitigen Seite des Luftfiltergehäuses bzgl. des
Filterelementes 1. Auf diese Weise vergrößert sich
der Rohgasbereich 102, da der in 2 gezeigte
Luftfilter nun ein Filterelement aufweist, das über zwei
Anströmkanäle angeströmt werden kann.
Das in 2 gezeigte Filterelement 1 kann über
die äußere Mantelfläche angeströmt
werden, da sich der Rohgasraum 102 auch seitlich an dem
Filterelement 1 vorbei erstreckt bis zu der Dichtungslinie,
die im Bereich der Aufnahme 101 verläuft. Darüberhinaus weist
das in 2 als Zweibalgfilter ausgeführte Filterelement 1 einen
weiteren Anströmkanal auf, der in Wesentlichen durch die
Rohgasseite des inneren Faltenbalges 20 begrenzt wird und
hier mittig in dem Filterelement 1 verläuft. Wie
mit Bezugnahme auf 1 bereits erläutert,
sind die beiden gegenüberliegenden Seiten des inneren Faltenbalges 20 mit
einem Dichtungselement 51 hier auf der Reingasseite miteinander
verbunden, während der äußere Faltenbalg 10 und
der innere Faltenbalg 20 auf der Rohgasseite mit dem Dichtungselement 52 fehlluftdicht
miteinander verbunden sind.
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Aufgrund
der Tatsache, dass in der in 2 gezeigten
Konfiguration nun zwei Anströmkanäle bereitgestellt
werden, können die Einzelzyklone jeweils auf die entsprechenden
Anströmkanäle ausgerichtet sein. Da die Anströmkanäle
einmal radial außen und einmal radial innen auf der Stirnfläche
des Filterelementes 1 liegen, können die Einzelzyklone 140 zum einen
etwas kleiner ausgeführt werden als in der in 1 gezeigten
Ausführungsform, jedoch dafür die gesamte Ringspaltlänge
beider Anströmkanäle überdecken, die
in der in 2 gezeigten Ausführungsform
wesentlich länger ist als die des einzigen Ringspaltes
der 1.
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3 zeigt
eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung,
in der neben einem in einer axialen Ausdehnungsrichtung A des Luftfilters angeordneten
Vorabscheiders 120 ein weiterer Vorabscheider 120 seitlich
angeordnet ist, der prinzipiell einen ähnlichen oder gleichen
Aufbau aufweisen kann, wie der auf der axialen Ausdehnungsrichtung angeordnete
Vorabscheider. Auch der zweite radial angeordnete Vorabscheider 120 weist
eine Zyklonenanordnung 130 mit einer Mehrzahl von Einzelzyklonen 140 auf,
die jeweils wiederum einen Abströmweg 148 aufweisen.
Es sei verstanden, dass eine derartige radial angeordnete Vorabscheideranordnung
auch ohne eine axial angeordnete Vorabscheideranordnung vorgesehen
sein kann, sodass ausschließlich ein radial angeordneter
Vorab scheider mit Einzelzyklonen 140 vorgesehen ist. Die
in 3 gezeigte Ausführungsform zeigt einen
Luftfilter mit einem Luftfiltergehäuse 100 mit
einem Zweifachfaltenbalgfilter als Filterelement 1, bei
dem die Abdichtung des Rohgasraumes 102 zu dem Reingasraum 103 an einer
Dichtungsnaht im Bereich der Aufnahme 101 seitens der Reingasseite 103 angeordnet
ist. Auf diese Weise ergibt sich für das Filterelement 1 in
dem Luftfiltergehäuse 100 wieder eine analog zu 2 zweikanalige
Anströmgeometrie, bei der ein Anströmkanal zentrisch
angeordnet ist sowie ein weiterer Anströmkanal radial außen
angeordnet ist, sodass über den radial außen angeordneten
Anströmkanal eine Anströmung über die äußere
Mantelfläche des äußeren Filterbalges 10 erfolgen
kann. Auf diese Weise kann die innere Mantelfläche des
durch den inneren Filterbalg 20 gebildeten innere Anströmkanals
durch den axial angeordneten Vorabscheider mit den daran angeordneten
Einzelzyklonen angeströmt werden, während der
radial außenliegende Anströmkanal über
die äußere Mantelfläche des äußeren
Faltenbalges 10 durch den radial angeordneten Vorabscheider 120 mit
den daran befindlichen Einzelzyklonen 140 angeströmt
wird. Auf diese Weise kann eine gezielte Anströmung der
Mantelflächen erreicht werden, um so eine optimale Strömungsgeometrie
innerhalb eines Luftfiltergehäuses bereitstellen zu können.
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4 zeigt
eine Schnittansicht in einer radialen Ausdehnungsrichtung eines
Filterelementes 1 bzw. eines Luftfiltergehäuses 100.
In dieser An ordnung ist die radiale Anordnung eines Einzelzyklons 140 zu
sehen, der in der hier gezeigten Ausführungsform mit seinem
Abströmweg 148 in eine tangentiale Richtung bzgl.
Der Mantelfläche des Filterelementes 1 ausgerichtet
ist. Der Einzelzyklon 140 weist dabei einen Zyklonkanal 143 mit
einer Einlassseite 141 und einer Auslassseite 144 auf.
Die Einlassseite 141 weist dabei eine Luftleitblechanordnung 142 auf,
die so angeordnet ist, dass eine einströmende Luft- bzw. ein
einströmendes Fluid derart in eine Rotation um eine Längsachse
des Zyklonkanals 143 verbracht wird, dass darin befindliche
Staubpartikel fliehkraftbedingt an die äußere
Wand des Zyklonkanals 143 geschleudert werden, und bei
einer überlagerten Strömung von der Eingangsseite 141 in
Richtung der Ausgangsseite 144 in den Zwischenraum 145 zwischen
dem Zyklonkanalgehäuse und dem Auslasstrichter fallen bzw.
gedrückt werden. Auf diese Weise kann fliehkraftbedingt
das zu reinigende Fluid bzw. die zu reinigende Luft von schweren
Staubpartikeln gereinigt werden, während die von den Staubpartikeln
gereinigte Luft aus der Reinluftauslassöffnung 148 in
den Rohgasraum 102 des Luftfiltergehäuses 100 eintritt.
Das Luftfiltergehäuse weist in der in 4 gezeigten
Ausführungsform einen Bereich auf, der nur einen geringen
Abstand zu dem einzusetzenden Luftfilter 1 aufweist, der
in 4 mit 114 gekennzeichnet ist. Darüberhinaus
weist das Luftfiltergehäuse 100 auch einen Bereich 116 auf,
der einen relativ breiten Abstand des Luftfiltergehäuses
zu dem einzusetzenden Luftfilterelement 1 aufweist. Diese
beiden Bereiche 114 und 116 sind durch eine Stufe 115 voneinander
getrennt, wobei sich diese Stufe in der in 4 gezeigten
Ausführungsform in radiale Richtung erstreckt. In dieser
Stufe kann beispielsweise die Mündung des Einzelzyklons
vorgesehen sein, insbesondere wenn dieser in eine tangentiale Richtung
in den Innenraum bzw. den Rohgasraum 102 des Luftfiltergehäuses 1 einbläst.
Auf diese Weise wird das einströmende Fluid bzw. die einströmende Luft
in eine tangentiale Drehung um das Filterelement 1 versetzt,
sodass nicht nur der in unmittelbarer Nähe des Zyklonauslasses
befindliche Mantelbereich des Filterelementes 1 angeströmt
wird, sondern auch in Umfangsrichtung weiter entfernt liegende Bereiche
des Filterelementes 1. Da betriebsbedingt das zu reinigende
Fluid bzw. die zu reinigende Luft durch die Filterfläche
des Filterelementes 1 tritt, wird die Menge des zu reinigenden
Fluides in Umlaufende Richtung weniger, da diese sukzessiv durch
die Filterfläche von dem Rohgasraum 102 in den
hier nicht gezeigten Reingasraum übertritt. Durch eine
sich verjüngende Ausgestaltung des Zwischenraumes zwischen
dem Luftfiltergehäuse 100 und dem Filterelement 1 kann
jedoch der anstehende Druck des zu reinigenden Fluides bzw. der
zu reinigenden Luft im Wesentlichen über die gesamte Umfangslänge
des Filterelementes 1 konstant gehalten werden. Um insbesondere
Turbulenzen im Bereich der Einströmmündung an
der Stufe 15 zu vermeiden, können beispielsweise
Luftleitbleche 110 oder andere strömungsleitende
und optimierende Vorrichtungen vorgesehen sein. Statt des Einzelzyklons
kann auch ein einfacher Stutzen vorgesehen sein, der einen Lufteinlass
mit einer tangentialen Anströmung hervorruft. Durch eine
tangentiale Anströmung und eine zirkulare Führung
der Strömung um das Filterelement 1 kann im Gehäuse 100 eine
Vorabscheidung erreicht werden. In diesem Fall kann ein Staubaustrag
im Gehäuse integriert werden, um die abgeschiedenen Partikel
aus dem Gehäuse abzuführen.
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5 zeigt
eine schematische Ansicht eines Faltenfilterelementes, mit einer
schematischen Anordnung von Einzelzyklonabströmwegen 148. 5 zeigt
dabei eine Ausführungsform bei der das Filterelement zwei
Anströmkanäle aufweist, analog der in 2 und 3 beschriebenen
Ausführungsformen. Die formwahrende Schale 60 mit
einer daran angeordneten Dichtungsgeometrie befindet sich in der
von den Einzelzyklonen 140 abgewandten axialen Richtung
des Luftfiltergehäuses. In der in 5 gezeigten
Ausführungsform sind der äußere Faltenbalg 10 und
der innere Faltenbalg 20 durch das zweite Dichtungselement 52 fehlluftdicht
miteinander verbunden, sodass von den Einzelzyklonen angeströmte
zu reinigende Luft in den äußeren Filterkanal
sowie den inneren Filterkanal einströmt. Über
den äußeren Filterkanal strömt die zu
reinigende Luft über die äußere Mantelfläche
des äußeren Faltenfilters in einen hier nicht
gezeigten Reingasbereich, während die durch den inneren
Anströmkanal einströmende Luft durch eine innere
Mantelfläche des inneren Faltenbalges in den Reingasbereich
einströmt.
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6 zeigt
eine Anordnung eines Filterelementes, das im Wesentlichen mit dem
in 5 gezeigten Filterelement übereinstimmen
kann, wobei jedoch dieses Filterelement dann von der axial gegenüberliegenden
Seite betrachtet wird. In diesem Fall wird der Anströmkanal
durch die innere Mantelfläche des äußeren
Filterelementes 10 und die äußere Mantelfläche
des inneren Filterelementes 20 gebildet. Der dadurch entstehende
Ringkanal wird durch die Abströmwege 148 der Einzelzyklone 140 angeströmt.
Dabei sind die gegenüberliegenden inneren Mantelflächen
des inneren Faltenfilters 20 mit einem ersten Dichtungselement 51 fehlluftdicht
abgedichtet. Eine formwahrende Schale 60 ist in der in 6 gezeigten
Aufsicht relativ schmal ausgeführt, sodass auch die Stirnflächen
sowohl des äußeren Faltenbalges 10 als
auch des inneren Faltenbalges 20 für eine Anströmfläche
zur Verfügung stehen. Dabei versteht es sich, dass die
jeweils reingasseitigen Faltenseiten, die beim inneren Filterfaltenbalg 20 innen
liegen bzw. die beim äußeren Filterfaltenbalg 10 außen
liegen jeweils fehlluftdicht dem ersten Dichtungselement 51 bzw.
der dichtenden formwahrenden Schale 60 verbunden sind,
sodass wiederum eine zuverlässige Trennung zwischen Reingasseite
und Rohgasseite gewährleistet ist.
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7 zeigt
eine Aufsicht auf eine Vorabscheidergeometrie mit einem Filterelement
von einer Seite mit einem Anströmkanal. Die Zyklone 140 sind entlang
der Öffnung des Anströmkanales verteilt. Dabei
folgen die Zyklone nicht direkt der Umfangskontur des einzusetzenden
Filterelementes 1, ondern sind in der hier gezeigten Ausführungsform
leicht versetzt. Auf diese Weise kann eine Optimierung hinsichtlich sowohl
des Anströmverhaltens als auch der geometrischen Anordnung
bezüglich des Platzbedarfes für die Zyklone erreicht
werden. Seitlich ist ein Staubauslass 129 vorgesehen, über
den in den Zyklonen 140 abgeschiedene Partikel entweder
durch Schwerkraft oder durch eine externe Absaugung abgeführt werden
können.
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8 zeigt
eine Aufsicht auf eine Vorabscheidergeometrie mit einem Filterelement
von einer Seite mit zwei Anströmkanälen. Die hier
gezeigten Zyklone 140 haben einen etwas kleineren Durchmesser
als die in 7 gezeigten Zyklone. Jedoch
sind diese Zyklone so verteilt, dass sie zwei Anströmkanäle
anströmen, einen zentralen innen und einen äußeren.
Auch hier ist eine Optimierung hinsichtlich der Anströmung
und der geometrischen Anordnung vorherrschend, sodass unter beiden
Gesichtspunkten eine optimierte Anordnung bereitgestellt werden kann.
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9 zeigt
eine dreidimensionale schematische Ansicht eines Zweibalgfaltenfilterelementes,
bei dem die hier von schräg oben sichtbare Seite mit der Aufsicht
des in 6 gezeigten Faltenfilters korrespondiert, während
die hier verdeckte untere Seite mit der in 5 gezeigten
Aufsicht des Filterelementes 1 korrespondiert. In 9 ist
der schematische Aufbau des Faltenfilterelementes etwas deutlicher
sichtbar aufgrund der räumlichen Darstellung des Filterelementes.
Die formwahrende Schale 60 ist hier mit einer Dichtungsanordnung
versehen, die in einer hier nicht gezeigten Aufnahme eines Luftfiltergehäuses eingreifen
kann. Die formwahrende Schale 60 erstreckt sich dabei in
der hier gezeigten Ausführungsform nur teilweise über
die Faltentiefe des äußeren Faltenbalges 10,
um auf diese Weise die Anströmfläche des äußeren
Faltenbalges insbesondere der innen Mantelfläche des äußeren
Faltenbalges 10 zu verbessern, sofern von dieser Seite
eine Anströmung erfolgt.
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10 zeigt
eine in 7 gezeigte Vorabscheidergeometrie
mit geneigt angestellten Zyklonen. Die Zyklone sind mit ihren Auslässen
bzw. Abströmgeometrien auf die Anströmkanäle
ausgerichtet. Dies kann nicht nur durch eine entsprechende Verteilung
entlang des Umfangs erfolgen, sondern auch durch eine Ausrichtung
der Zyklonauslässe. Dabei können sowohl die gesamten
Zyklone als auch nur deren Auslässe geneigt sein.
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11 zeigt
eine Vorabscheidergeometrie mit zwei seitlich angeordneten Zyklonblöcken,
die in axialer Richtung angeströmt werden. Die Zykolone 140 sind
in der gezeigten Ausführungsform am Rand angeordnet, sodass
der zentrale Bereich zugänglich bleibt, etwa für
eine Gehäuseklappe oder einen Gehäusedeckel zum
Wechseln der Filterelementes. Die Zyklone können das Filterelement
sowohl schräg als auch radial anströmen. Ferner
können die Zyklonauslässe der Zyklonanordnung 130 auch
so ange stellt sein, dass sich im Luftfiltergehäuse 100 eine tangentiale
Strömung einstellt. Die Zykloneinheiten des Vorabscheiders 129 weisen
eine Staubauslassöffnung 129 auf zur Abführung
der abgeschiedenen Partikel.
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12 zeigt
eine Innenansicht eines Luftfiltergehäuses der in 11 gezeigten
Ausführungsform. Hier ist deutlich die Auslassgeometrie 148 zu sehen,
die in das Innere des Luftfiltergehäuses 100 mündet.
Die Anströmung erfolgt radial. Die Auslässe können
eine Zwischenkammer aufweisen, die eine gleichmäßige
Druckverteilung erlaubt, insbesondere wenn einer der Zyklone Verstopft
ist. Durch eine Querströmung nach dem eigentlichen Zyklonauslass ist
eine gleichmäßige Einströmung in das
Luftfiltergehäuse 100 möglich. Die Zyklone
selbst sind hier nicht gezeigt.
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13 zeigt
eine Ausführungsform, in der die Zyklone radial angeströmt
werden. In der hier gezeigten Anordnung münden die Zyklone
direkt in den Innenraum des Luftfiltergehäuses 100.
Insbesondere bei radial absehenden Zyklonen kann die Baulänge des
Luftfiltergehäuses mit Vorabscheider kurz gehalten werden.
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14 zeigt
eine Ausführungsform, in der die Zyklone weitestgehend
an einem Umfang des Luftfiltergehäuses angeordnet sind
und radial angeströmt werden. Eine Anordnung entlang des
fast vollständigen Umfangs erlaubt eine gleichmäßige
Anströmung. Der Staubauslass 129 kann dann für
beide Seiten der Zyklonanordnung zusammengefasst werden. Die Stirnseite
des Luftfiltergehäuses bleibt frei, sodass dort auch eine Öff nungsklappe
vorgesehen werden kann, um das Filterelement zu wechseln. Die Zyklone
können auch in einen dem Filterelement vorgelagerten Raum
radial hineinragen, sodass auch die radiale Ausdehnung des Luftfiltergehäuses
gering gehalten werden kann. An oder in den Deckel können
auch die Zyklone vorgesehen sein, sodass diese beim Öffnen
weggeklappt werden können, um den Innenraum des Gehäuses
zugänglich zu machen, insbesondere, wenn die Zyklone radial
nach innen ragen.
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15 zeigt
eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung
mit einem Luftfilter mit einem Luftfiltergehäuse 100 und
einer Filterelementaufnahme 101, die hier auf der reinluftseitigen
axialen Richtung des Luftfiltergehäuses angeordnet ist.
In das in 15 gezeigte Luftfiltergehäuse
ist hier ein Filterelement 1 in Form eines Kompaktelementes bzw.
eines Flötenfilters bzw. eines Wickelfilters eingesetzt.
Derartige Wickel- bzw. Flötenfilter weisen eine Anströmungsfläche
auf, die sich in der Regel orthogonal zur Durchströmungsrichtung
erstreckt. Dabei weist der in 15 gezeigte
Flöten- bzw. Wickelfilter im Regelfall keine Anströmfläche
auf, die sich entlang des äußeren Umfangs erstreckt.
Daher ist es für einen in 15 gezeigten
Flöten- bzw. Wickelfilter in der Regel unerheblich, an
welcher Stelle die Aufnahme 101 für ein Filterelement 1 am
Luftfiltergehäuse 100 und eine entsprechende Dichtung
angeordnet ist. Diese kann ohne Auswirkung auf das eigentliche Filterergebnis
anstatt auf der Reinluftseite 103 auch auf der Rohgasseite 102 angeordnet
sein. Eine Anord nung der Dichtungsanordnung an der Aufnahme 101 auf
der Rohgasseite 102 würde jedoch verhindern, dass
größere Staubpartikelmengen sich innerhalb des
Luftfiltergehäuses ansammeln können, die beispielsweise
zwischen das Filterelement 1 und das Luftfiltergehäuse 100 geraten,
ohne dass sie sich von dort wegbewegen können. Der in 15 gezeigte
Vorabscheider 120 weist wiederum eine Zyklonanordnung 130 mit
einer Mehrzahl von Einzelzyklonen 140 auf, deren Mündung
auf die Anströmfläche 2 des Filterelementes 1 gerichtet
ist. Bei einer derartigen Anordnung kann es bei einem Vorsehen von
einer kleineren Anzahl von Einzelzyklonen dazu kommen, dass nur
bestimmte Bereiche der Anströmfläche 13 mit
einem zu reinigenden Fluid angeströmt werden. Daher kann
es sinnvoll sein, zwischen die Abströmbereiche des Vorabscheiders 120 und
die Anströmfläche 2 des Filterelementes 1 eine
Diffusionsanordnung 150 vorzusehen, so wie sie in 16 gezeigt ist.
Eine derartige Diffusionsanordnung kann zum Beispiel dazu dienen,
die eventuell inhomogene Abströmung aus dem Vorabscheider 120 zu
homogenisieren, sodass die Anströmung auf die Anströmfläche 2 des
Filterelementes 1 homogen erfolgt. Eine derartige Diffusionsvorrichtung 150,
kann beispielsweise aus einem Vlies oder auch anderen geeigneten
Materialien wie Schaumstoffen bestehen, jedoch auch eine Anordnung
von Leitblechen aufweisen, mittels derer die Anströmluft
derart auf die Anströmfläche 2 des Filterelementes 1 verteilt
wird, dass sich eine homogene Anströmung ergibt. Ferner
können die in der Diffusionsvorrichtung 150 vorgesehenen Leitbleche
so angeordnet sein, dass die Luft hinter der Diffusionsvorrichtung
in eine Drehbewegung um eine axiale Ausdehnungsrichtung A versetzt
wird, sodass sich der zurückgelegte Weg zwischen Diffusionsvorrichtung 150 und
Anströmfläche 2 verlängert, ohne
dass jedoch der Abstand zwischen der Diffusionsvorrichtung 150 und
der Anströmfläche 2 verändert
werden muss. Auf diese Weise kann auch eine homogenisierte Anströmung
der Anströmfläche 2 erreicht werden.
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17 zeigt
eine weitere beispielhafte Ausführungsform der Erfindung,
bei der die Anströmfläche 2 des Filterelementes 1 mit
Vertiefungen 14 versehen ist, sodass eine optimierte Anströmung
der von den Einzelzyklonen 140 abgegebenen Luft über den
Abströmweg 148 erreicht wird. Eine derartige Vertiefung
kann beispielsweise im Herstellungsprozess des Wickelfilters dadurch
hergestellt werden, dass in den ersten Wickelbereichen nahe des
Wickelkerns das aufzuwickelnde Flötenfiltermaterial breit gelegt
wird, während sich die Breite des aufzuwickelnden Materials
zunächst verringert und anschließend wieder verbreitert,
sodass über die aufgetragene Wickeldicke sich eine Vertiefung 14 ergibt.
Dies kann sowohl bei kreisrunden als auch bei ovalen Wickelfiltern
erreicht werden. Es sei verstanden, dass auch durch eine unsymmetrische
seitliche Verschiebung bei einem Wickeln eines Flötenfiltermaterials gleichbleibender
Breite eine derartige Vertiefung erreicht werden kann, wodurch sich
auf der gegenüberliegen den Abströmseite, die in 17 nicht
gezeigt ist, eine entsprechende analoge Auswölbung ergäbe.
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Es
sei angemerkt, dass der Begriff „umfassen” weitere
Elemente nicht ausschließt, ebenso wie der Begriff „ein” und „eine” mehrere
Elemente und Schritte nicht ausschließt.
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Die
verwendeten Bezugszeichen dienen lediglich zur Erhöhung
der Verständlichkeit und sollen keinesfalls als einschränkend
betrachtet werden, wobei der Schutzbereich der Erfindung durch die
Ansprüche wiedergegeben wird.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen
Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt
keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
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Zitierte Patentliteratur
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