DE102011088423A1 - Filter e.g. air filter, for filtering hydrocarbons from air, has filter chambers arranged parallel to each other and comprising quadratic passage areas, where filter chambers comprise equal passage areas and equal flow resistance - Google Patents
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Abstract
Description
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung, insbesondere ein Tankentlüftungsfilter/Luftfilter, mit mehreren Filterkammern, insbesondere ein Luftfilter, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1.The present invention relates to a filter device, in particular a tank ventilation filter / air filter, with a plurality of filter chambers, in particular an air filter, according to the preamble of claim 1.
Filtereinrichtungen zur Reinigung von insbesondere Luft, beispielsweise Tankentlüftungsfilter, besitzen üblicherweise Filterkammern, in welchen ein Filtermedium, beispielsweise Aktivkohle zur Bindung von Kohlenwasserstoffen, angeordnet ist. Zur besonders intensiven Reinigung können dabei mehrere Filterkammern durchströmt werden, wobei diese Filterkammern in Reihe geschaltet sind. Durch das in Reiheschalten der Filterkammern steigt jedoch der Strömungswiderstand an.Filtering devices for cleaning in particular air, for example tank venting filters, usually have filter chambers in which a filter medium, for example activated carbon for binding hydrocarbons, is arranged. For particularly intensive cleaning several filter chambers can be flowed through, these filter chambers are connected in series. By in series switching of the filter chambers, however, the flow resistance increases.
Die vorliegende Erfindung beschäftigt sich daher mit dem Problem, für eine Filtereinrichtung der gattungsgemäßen Art eine verbesserte oder zumindest eine alternative Ausführungsform anzugeben, die sich insbesondere durch eine hohe Filterleistung bei gleichzeitig reduziertem Strömungswiderstand auszeichnet.The present invention therefore deals with the problem of providing for a filter device of the generic type an improved or at least one alternative embodiment, which is characterized in particular by a high filter performance at the same time reduced flow resistance.
Dieses Problem wird erfindungsgemäß durch den Gegenstand des unabhängigen Anspruchs 1 gelöst. Vorteilhafte Ausführungsformen sind Gegenstand der abhängigen Ansprüche.This problem is solved according to the invention by the subject matter of independent claim 1. Advantageous embodiments are the subject of the dependent claims.
Die vorliegende Erfindung beruht auf dem allgemeinen Gedanken, bei einer Filtereinrichtung, insbesondere bei einem Tankentlüftungsfilter/Luftfilter, mit mehreren Filterkammern, zumindest zwei dieser Filterkammern parallel zueinander anzuordnen und parallel zu durchströmen. Gleichzeitig müssen die zumindest zwei parallel durchströmten Filterkammern einen annähernd kreisförmigen, vorzugsweise beispielsweise einen quadratischen Strömungsquerschnitt aufweisen, um den hydraulischen Durchmesser möglichst nahe an den optimalen hydraulischen Durchmesser bei einem kreisrunden Querschnitt anzunähern und den Strömungswiderstand deutlich zu reduzieren. Eine derartige Anordnung und Ausbildung von zumindest zwei parallel durchströmten Filterkammern reduziert den Strömungswiderstand erheblich, sorgt jedoch andererseits für eine gleichmäßige und effiziente Ausnutzung des Strömungsquerschnitts und dadurch für eine hohe Filterleistung durch die Reduzierung von nicht oder nur schlecht durchströmten Totgebieten. Durch den zumindest stark an einen kreisförmigen Strömungsquerschnitt angenäherten Querschnitt der einzelnen Filterkammern können insbesondere strömungsungünstige Randbereiche (Totgebiete) gegenüber herkömmlichen, rechteckigen Kammerquerschnitten deutlich reduziert werden, wodurch eine einerseits leistungsstarke und andererseits strömungsgünstige Filtereinrichtung geschaffen werden kann. Bei einem kreisrunden Querschnitt ist der hydraulische Durchmesser gleich dem tatsächlichen Durchmesser des Kreisquerschnitts, so dass die kreisrunde Querschnittsform eigentlich die für den Strömungswiderstand günstigste Querschnittsform darstellt. Da eine kreisrunde Querschnittsform produktionstechnisch oftmals jedoch nicht umsetzbar ist und dadurch auf rechteckige Querschnitte ausgewichen werden muss, werden diese erfindungsgemäß derart ausgebildet, dass sie dem kreisrunden Querschnitt zumindest möglichst angenähert sind. Dies kann beispielsweise durch zumindest zwei im Wesentlichen quadratische Strömungsquerschnitte aufweisende Filterkammern erreicht werden, die parallel zueinander angeordnet und deshalb parallel durchströmt sind. The present invention is based on the general idea, in a filter device, in particular in a tank ventilation filter / air filter, with a plurality of filter chambers, to arrange at least two of these filter chambers parallel to one another and to flow through them in parallel. At the same time, the at least two filter chambers flowed through in parallel must have an approximately circular, preferably, for example, a square flow cross section in order to approach the hydraulic diameter as close as possible to the optimum hydraulic diameter for a circular cross section and to significantly reduce the flow resistance. Such an arrangement and design of at least two parallel-flowed filter chambers considerably reduces the flow resistance, but on the other hand ensures uniform and efficient utilization of the flow cross-section and thereby high filter performance by reducing dead zones which are not or only poorly perfused. By at least strongly approximated to a circular flow cross-section of the individual filter chambers in particular flow-unfavorable edge regions (dead zones) compared to conventional rectangular chamber sections can be significantly reduced, whereby on the one hand powerful and on the other hand streamlined filter device can be created. In the case of a circular cross section, the hydraulic diameter is equal to the actual diameter of the circular cross section, so that the circular cross sectional shape actually represents the most favorable cross sectional shape for the flow resistance. However, since a circular cross-sectional shape often can not be implemented in terms of production technology and thus has to be avoided on rectangular cross-sections, these are inventively designed such that they are at least as approximate as possible to the circular cross-section. This can be achieved, for example, by having at least two substantially square flow cross-sections having filter chambers which are arranged parallel to each other and therefore flowed through in parallel.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung weisen die zumindest zwei parallel durchströmten Filterkammern einen gleichen Strömungswiderstand und/oder einen gleichen Strömungsquerschnitt auf. Für eine besonders effiziente und gleichmäßige Durchströmung ist es sinnvoll, die zumindest zwei parallel durchströmten Filterkammern hinsichtlich ihres Querschnitts nicht nur an einen kreisförmigen Querschnitt weitestgehend anzunähern, sondern auch vorzugsweise identisch hinsichtlich des Querschnitts auszubilden. In an advantageous development of the solution according to the invention, the at least two filter chambers flowed through in parallel have the same flow resistance and / or a same flow cross section. For a particularly efficient and uniform flow, it makes sense to approximate the at least two parallel-flowed filter chambers in terms of their cross-section not only to a circular cross-section as far as possible, but also preferably form identical in terms of cross-section.
Zweckmäßig ist den zumindest zwei parallel durchströmten Filterkammern zumindest eine weitere Filterkammer in Reihe vor- und/oder nachgeschaltet. Dies bedeutet, dass die erfindungsgemäße Filtereinrichtung nicht ausschließlich zumindest zwei parallel zueinander angeordnete und parallel durchströmte Filterkammern aufweisen muss, sondern weitere Filterkammern aufweisen kann, die den zumindest zwei parallel geschalteten Filterkammern in Reihe vor- oder nachgeschaltet sind. Hierbei kann insbesondere auch das Anordnen von sogenannten Überströmräumen zwischen den einzelnen in Reihe zueinander geschalteten Filterkammern vorgesehen werden, wobei in diesen Überströmräumen eine Homogenisierung des zu filternden Mediums, beispielsweise der Luft, erfolgt und dadurch die Filterleistung zusätzlich erhöht werden kann.It is expedient for the at least two filter chambers, which are flowed through in parallel, to be preceded and / or followed by at least one further filter chamber in series. This means that the filter device according to the invention does not have to have at least two filter chambers arranged parallel to one another and flowing in parallel, but may have further filter chambers which are connected upstream or downstream in series to the at least two filter chambers connected in parallel. In this case, in particular, the arrangement of so-called overflow spaces between the individual filter chambers connected in series with each other can be provided, wherein in these Überströmräumen a homogenization of the medium to be filtered, for example, the air, and thereby the filter performance can be additionally increased.
Bei einer vorteilhaften Weiterbildung der erfindungsgemäßen Lösung ist eine Trennwand vorgesehen, die eine Großfilterkammer in die zumindest zwei parallel durchströmten Filterkammern teilt und die zugleich als Aussteifungselement dienen kann. So ist beispielsweise vorstellbar, dass eine rechteckförmige Filterkammer, deren Längsseite doppelt so lang ist wie deren Breitseite durch eine erfindungsgemäße Trennwand in zwei gleich große quadratische Filterkammern unterteilt wird, die dann einen deutlich geringeren Strömungswiderstand aufweisen als die ursprüngliche rechteckige Großfilterkammer. Die beiden quadratischen Strömungsquerschnitte der parallel durchströmten Filterkammern sind dabei deutlich besser an einen kreisrunden Querschnitt angenähert, wodurch nicht nur die Reduzierung des Gesamtströmungswiderstands erreicht, sondern auch strömungsungünstige Randbereiche stark reduziert werden können. Dabei sei ausdrücklich angemerkt, dass je nach Längen-/Breitenverhältnis derartiger rechteckiger Großfilterkammern auch mehr als eine Trennwand eingesetzt werden kann, wobei stets versucht werden sollte, gleichgroße und annähernd quadratische Strömungsquerschnitte in den einzelnen Filterkammern zu erzielen. Die Trennwand kann dabei die Großfilterkammer ganz durchdringen, muss dies aber nicht, so dass nach Ende der Trennwand die beiden parallel durchströmten Filterkammern in eine dem ursprünglichen Querschnitt der Großfilterkammern entsprechende in Reihe nachgeschaltete Filterkammer übergehen können. In an advantageous development of the solution according to the invention, a partition wall is provided which divides a large filter chamber into the at least two parallel-flowed filter chambers and which at the same time can serve as a stiffening element. For example, it is conceivable that a rectangular filter chamber whose longitudinal side is twice as long as the broad side is divided by an inventive partition into two equal square filter chambers, which then have a significantly lower flow resistance than the original rectangular large filter chamber. The two square flow cross sections of parallel flowed through filter chambers are much better approximated to a circular cross-section, which not only achieves the reduction of the total flow resistance, but also flow-unfavorable edge regions can be greatly reduced. It should be expressly noted that depending on the length / width ratio of such rectangular large filter chambers more than one partition can be used, and it should always be attempted to achieve the same size and approximately square flow cross sections in the individual filter chambers. The partition wall can penetrate completely through the large filter chamber, but this does not have to, so that after the end of the partition wall, the two parallel-flowed filter chambers can pass into a corresponding downstream of the original cross section of the large filter chambers in series downstream filter chamber.
Weitere wichtige Merkmale und Vorteile der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen, aus den Zeichnungen und aus der zugehörigen Figurenbeschreibung anhand der Zeichnungen.Other important features and advantages of the invention will become apparent from the dependent claims, from the drawings and from the associated figure description with reference to the drawings.
Es versteht sich, dass die vorstehend genannten und die nachstehend noch zu erläuternden Merkmale nicht nur in der jeweils angegebenen Kombination, sondern auch in anderen Kombinationen oder in Alleinstellung verwendbar sind, ohne den Rahmen der vorliegenden Erfindung zu verlassen.It is understood that the features mentioned above and those yet to be explained below can be used not only in the particular combination given, but also in other combinations or in isolation, without departing from the scope of the present invention.
Bevorzugte Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt und werden in der nachfolgenden Beschreibung näher erläutert, wobei sich gleiche Bezugszeichen auf gleiche oder ähnliche oder funktional gleiche Bauteile beziehen.Preferred embodiments of the invention are illustrated in the drawings and will be described in more detail in the following description, wherein like reference numerals refer to the same or similar or functionally identical components.
Dabei zeigen, jeweils schematisch,Show, in each case schematically,
Entsprechend der
Die beiden parallel zueinander angeordneten Filterkammern
Betrachtet man die
Im Folgenden soll der Strömungswiderstand, der durch das Verhältnis L/D beschrieben werden kann, an unterschiedlichen Filterkammern mit unterschiedlichen Querschnittsabmessungen verdeutlicht werden:In the following, the flow resistance, which can be described by the ratio L / D, is illustrated on different filter chambers with different cross-sectional dimensions:
Der Strömungswiderstand L/D ist dabei wie folgt definiert:
- U
- für den Umfang der jeweiligen Filterkammer und
- A
- für die Querschnittsfläche der jeweiligen Filterkammer steht.
- U
- for the scope of the respective filter chamber and
- A
- stands for the cross-sectional area of the respective filter chamber.
Betrachtet werden sollen nun die beiden im Wesentlichen quadratischen und parallel zueinander angeordneten Filterkammern
Die beiden parallel geschalteten Filterkammern
Demgegenüber besitzt die aus den beiden Filterkammern
Mit den erfindungsgemäßen und zumindest zwei parallel geschalteten Filterkammern
- – reduzierter Gesamtströmungswiderstand,
- – gesteigerte Effizienz der Einzelfiltervolumen der einzelnen Filterkammern
2 ,3 , - – strömungsungünstige Randbereiche können reduziert werden,
- – zusätzliche Versteifungsmöglichkeit durch
Trennwände 4 .
- Reduced total flow resistance,
- - Increased efficiency of the individual filter volumes of the individual filter chambers
2 .3 . - - poor flow margins can be reduced
- - Additional stiffening possibility by
partition walls 4 ,
Claims (8)
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US5632808A (en) * | 1995-03-30 | 1997-05-27 | Honda Giken Kogyo Kabushiki Kaisha | Canister |
EP1491755A2 (en) * | 2003-06-24 | 2004-12-29 | Nissan Motor Co., Ltd. | Carbon canister for use in evaporative emission control system of internal combustion engine |
US20060102156A1 (en) * | 2004-11-15 | 2006-05-18 | Aisan Kogyo Kabushiki Kaisha | Canister |
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2011
- 2011-12-13 DE DE102011088423A patent/DE102011088423A1/en not_active Withdrawn
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