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Die Erfindung betrifft ein Filterelement für eine Haushaltsdunstabzugshaube mit einem Filterrahmen, einer ersten Filterstufe und einer zweiten Filterstufe.
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Beim Absaugen und Reinigen von Dünsten, die beim Kochen entstehen, werden in Dunstabzugshauben für den Haushalt in der Regel Filteranordnungen eingesetzt, bei denen mehrere Lagen eines Streckmetalls als Filtermaterial verwendet werden. Durch die Öffnungen in den einzelnen Streckmetalllagen und dem dadurch hervorgerufenen Richtungswechsel der Dünste und Wrasen, werden Partikel, insbesondere Fett und Flüssigkeitspartikel aus den Dünsten und Wrasen herausgefiltert und lagern sich an den Streckmetalllagen an. Derartige Filtermaterialien sind meist ausreichend, um die in Haushalten anfallenden Filtermengen aufzunehmen.
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Werden jedoch in Haushalten vorwiegend Kochverfahren eingesetzt, bei denen eine größere Menge an Fett, insbesondere dünnflüssigem Fett, anfällt und zudem eine große Menge Wasserdampf entsteht, wie beispielsweise bei der Zubereitung in einem Wok, sind solche Filteranordnungen in der Regel nicht ausreichend. Aufgrund einer begrenzten Speicherfähigkeit der einzelnen Streckmetalllagen besteht insbesondere beim Abschalten der Dunstabzugshaube die Gefahr, dass sich die im Filter erfassten Fett und Flüssigkeitspartikel im unteren Bereich des Filters ansammelt. Es kann so zu Tropfenbildung und zum Abtropfen des Öls aus dem Filter kommen.
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Müssen derart große Mengen an Ölen und Fetten abgeleitet werden, können Wirbelstromfilter zum Einsatz kommen. Diese Filter umfassen üblicherweise eine erste und eine zweite Reihe aus Halbschalen, die beabstandet, gegeneinander gerichtet und seitwärts gegeneinander versetzt angeordnet sind. Die Halbschalenreihen weisen Öffnungen auf, durch die ein mit Fett und Flüssigkeitspartikel belasteter Abdampf die Anordnung durchströmen kann. Aufgrund des seitlichen Versatzes der Halbschalen bilden sich zwischen den beiden Reihen Wirbelströme aus, in denen sich die schweren Fett und Flüssigkeitspartikel zentrifugal nach außen zu den Wandungen der Halbschalen hin bewegen und dort absetzen.
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Aus Gründen der Stabilität müssen für bekannte Wirbelstromfilter jedoch höhere Materialstärken eingesetzt werden, wodurch das Komponentengewicht sowie auch der Teilepreis steigen. Darüber hinaus weisen herkömmliche Wirbelstromfilter bauartbedingt einen erhöhten Platzbedarf auf. Einem Einsatz eines Wirbelstromfilters im Haushalt steht auch ein enger Bereich der Strömungsgeschwindigkeit entgegen, in dem der Wirbelstromfilter eine optimale Fettabscheiderate erzielen kann. Zum Erreichen dieser hohen Strömungsgeschwindigkeit werden leistungsstarke Gebläse mit entsprechend hoher Gebläseförderleistung verbaut, mit denen in der Regel eine hohe Geräuschentwicklung einhergeht. Derartige Wirbelstromfilter sind für den Einsatz in Haushalten somit nicht geeignet.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde ein Filterelement für eine Dunstabzugshaube zu schaffen, mit der eine optimierte Abscheidungsrate von Fett und Flüssigkeitspartikel im Haushaltsbereich auch bei einer hohen Verunreinigungslast der Wrasen durch Fette und Flüssigkeitspartikel, wie es etwa in der asiatischen Küche üblich ist, erzielt werden kann.
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Diese Aufgabe wird bei einem Filterelement der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass die erste Filterstufe in Form eines Wirbelstromfilters, die zweite Filterstufe in Form eines Streckmetallfilters gebildet ist und zwischen der ersten Filterstufe und einer reinluftseitigen Oberseite des Filterrahmens angeordnet ist und die beiden Filterstufen gemeinsam in dem Filterrahmen aufgenommen sind.
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Die Partikel und/oder Flüssigkeitstropfen, die in dem Filterelement abgeschieden werden, werden im Folgenden auch als Verunreinigungen bezeichnet. Der mit diesen Verunreinigungen beladene Luftstrom wird auch als Dunst oder Wrasen bezeichnet. Als Filterelement wird erfindungsgemäß vorzugsweise eine Filterkassette verstanden. Das Filterelement stellt vorzugsweise einen Fettfilter einer Haushaltsdunstabzugshaube dar. Die Reinluftseite bezeichnet erfindungsgemäß die Seite des Filterelementes im Bereich der Filterstufen, über die die gereinigte Luft im Betrieb der Haushaltsdunstabzugshaube aus dem Filterelement austritt und die somit der Anströmseite gegenüberliegt. Die Reinluftseite des Filterelement wird im Folgenden auch als Oberseite des Filterelementes bezeichnet. Als reinluftseitige Oberseite anderer Komponenten des Filterelementes wird die Seite der Komponente bezeichnet, die der Reinluftseite des Filterelementes zugewandt ist, das heißt nach oben gerichtet sind. Entsprechend wird die Ansaugseite des Filterelement als Unterseite des Filterelementes bezeichnet und die Seiten der Komponenten, die zu der Ansaugseite hin gerichtet sind oder in dieser liegen als Unterseiten bezeichnet. Die Haushaltsdunstabzugshaube wird im Folgenden auch als Dunstabzugshaube bezeichnet. Als Filterstufe des Filterelementes, auf die im Folgenden auch als Stufe Bezug genommen wird, werden die Komponenten des Filterelement bezeichnet, die zusammen für eine Art der Filterung wirken. Als Filtration, die auch als Filterung bezeichnet wird, wird die Reinigung der beladenen Luft von zumindest einem Teil der darin enthaltenen Verunreinigungen bezeichnet. Der Filterahmen wird im Folgenden auch einfach als Rahmen bezeichnet. Als in dem Filterrahmen gehaltene Filterstufen wird eine Filterstufe bezeichnet, bei der zumindest ein Teil des Randes der diese Filterstufe bildenden Komponenten in dem Filterrahmen aufgenommen ist. Als Anordnung zwischen der ersten Filterstufe und der Reinluftseite des Filterelementes der zweiten Filterstufe wird eine Anordnung der zweiten Filterstufe bezeichnet, bei der die Komponenten der zweiten Filterstufe vorzugsweise nicht über die Oberseite des Rahmens nach oben überstehen, das heißt die Oberseite der zweiten Filterstufe mit der Oberseite des Filterrahmens bündig ist.
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Durch die Kombination der zwei Filterstufen sind erfindungsgemäß zwei verschiedenartige Wirkmechanismen, die auch als Filtermechanismen bezeichnet werden können, in einem Filterelement vereint. Dabei erfolgt in der ersten Filterstufe die Filtration nach dem Prinzip eines Wirbelstromfilters, wodurch eine hohe Abscheiderate von Fett und Flüssigkeitspartikeln aus dem Luftstrom erfolgen kann. Dieser vorgefilterte Luftstrom strömt anschließend durch die zweite Filterstufe, in der im Wesentlichen unabhängig von der Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms eine zweite, abschließende Filtration nach dem Wirkprinzip eines Streckmetallfilters erfolgt. Mit dem erfindungsgemäßen Filterelement kann folglich über einen großen Bereich der Strömungsgeschwindigkeiten ein auch mit einer hohen Verunreinigungslast beladener Luftstrom ohne wesentliche Einbußen der Filtrationseffizienz gefiltert werden.
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Indem die beiden Filterstufen in einem einzigen Rahmen aufgenommen sind, können zudem diese beiden Filterstufen gemeinsam in die Dunstabzugshaube eingebracht und aus dieser entnommen werden. Da zudem die zweite Filterstufe zwischen der ersten Filterstufe und der reinluftseitigen Oberseite des Rahmens angeordnet ist und somit nicht nach oben über den Rahmen heraussteht, kann das erfindungsgemäße Filterelement in einer Dunstabzugshaube statt einer herkömmlichen Streckmetallfilterkassette aufgenommen werden. Hierzu bedarf es keinerlei Änderung der Dunstabzugshaube.
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Bevorzugt ist die erste Filterstufe aus einer anströmseitigen Außenplatte, die bereichsweise Einströmdüsen mit jeweils einem hochgezogenem Rand aufweist, und einer parallel zur Außenplatte angeordneten Prallplatte, die zu den Einströmdüsen versetzte Schlitze aufweist, gebildet. Auch bei dieser Ausführungsform erfolgt somit in der ersten Filterstufe eine erste und in der zweiten Filterstufe eine zweite Filtrationsart. Die anströmseitige Außenplatte wird im Folgenden auch einfach als Außenplatte bezeichnet.
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Bei waagerechtem Einbau des Filterelements in der Dunstabzugshaube ist die anströmseitige Außenplatte nach unten gerichtet, dem aufsteigenden Wrasen zugewandt, und der hochgezogene Rand der Einströmdüsen weist gegenüber der Unterseite der Außenplatte senkrecht nach oben. Der durch die Einströmdüsen tretende Luftstrom wird durch den hochgezogenen Rand in Richtung der Prallplatte gelenkt, also strömungstechnisch optimiert auf die Prallplatte geleitet, wo die Verunreinigungen des Luftstroms in einer ersten Filtration teilweise abgeschieden werden. Dabei kann bereits in der ersten Filterstufe ein Großteil der Verunreinigungen abgeschieden werden. Da die Prallplatte eben gebildet ist, ist der Platzbedarf der ersten Filterstufe gering. Somit kann die Höhe des gesamten Filterelementes und damit der Bauraum, der zum Einbau des Filterelementes in der Dunstabzugshaube benötigt wird, minimiert werden und dennoch das Prinzip des Wirbelstromfilters und das Prinzip eines Streckmetallfilters kombiniert werden.
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Durch die in der Prallplatte vorgesehenen Schlitze strömt der nun vorgefilterte Luftstrom und in die zweite Filterstufe in der eine zweite Filtration erfolgt. Die Prallplatte kann auch als Lochblech gebildet sein. Die Schlitze in der Prallplatte und die Einströmdüsen der Außenplatte, insbesondere die Öffnungen der Einströmdüsen, sind so ausgelegt, das heißt weisen insbesondere eine solche Größe auf, dass hierdurch Fluide, insbesondere in Form von Verunreinigungen, in der Luft durchtreten können. Die Schlitze und Einströmdüsen werden daher auch als fluidgängig bezeichnet. Die Einströmdüsen sind vorzugsweise als längliche Düsen ausgeführt, das heißt erstrecken sich in der Längsrichtung oder der Breitenrichtung der Außenplatte. Besonders bevorzugt weisen die Schlitze und die Einströmdüsen die gleiche Länge auf. Als versetzt angeordnete Schlitze und Einströmdüsen wird vorzugsweise eine Anordnung bezeichnet, bei der die aus den Einströmdüsen austretende Luft in der Hauptströmungsrichtung der Luft auf Bereiche der Prallplatte auftrifft, in der keine Schlitze vorgesehen sind. Zudem sind die Schlitze und Einströmdüsen vorzugsweise parallel zueinander ausgerichtet. Durch eine solche versetzte und vorzugsweise parallele Ausrichtung der Schlitze und Einströmdüsen wird ein ungereinigtes Durchtreten der Luft durch die erste Filterstufe verhindert und die zur Reinigung der Luft erforderliche Verwirbelung der Luft erzielt.
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Die erste Filterstufe des Filterelements steht bevorzugt zumindest bereichsweise über eine Unterkante des Filterrahmens in Anströmrichtung, also in Richtung der Wrasenquelle über. Da der Einbauraum für ein Filterelement in Dunstabzugshauben in der Regel nach oben begrenzt ist, entsteht bei dieser Ausführungsform keine Kollisionsproblematik zwischen der ersten Filterstufe und dem für einen herkömmlichen Streckmetallfilter vorgesehenen Einbauraum. Das Filterelement ist folglich kompakt baubar und in einen herkömmlichen Rahmen in einer Ansaugöffnung einer Dunstabzugshaube integrierbar, wodurch auch eine Befestigung an herkömmlichen Befestigungssystemen möglich ist.
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Die Außenplatte ist bevorzugt als Tiefziehteil gebildet. Eine auf diese Weise hergestellte Außenplatte weist den Vorteil auf, dass die Herstellung einfach ist und dennoch die geforderte Geometrie, insbesondere die Einströmdüsen zuverlässig hergestellt werden können. Als Material für die Außenplatte kommt vorzugsweise eloxiertes Aluminium oder dünner Edelstahl zum Einsatz, wodurch das Gewicht der Außenplatte gering gehalten wird und das Filterelement insgesamt leicht ist.
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Äußerst bevorzugt sind die Außenplatte und die Prallplatte zu einem Verbundteil zusammengefügt. Das Fügen erfolgt dabei vorzugsweise über Druckfügetechnik. Dies bietet den Vorteil, dass nur kleine Bereiche zum Setzen der Fügepunkte benötigt werden. Dadurch werden mittig an Außen- und Prallplatte angebrachte Fügepunkte möglich, die in einer hohen Steifigkeit der ersten Filterstufe resultieren. Die Prall- und die Außenplatte können also mit geringer Materialstärke vorgesehen werden, ohne dass dabei die Stabilität des Verbundteils nachteilig beeinflusst wird. Daraus ergibt sich eine gewichtsarme Bauweise der ersten Filterstufe. Weiterhin wird durch die Ausbildung der ersten Filterstufe als Verbundteil die Herstellung des Filters vereinfacht, da die erste Filterstufe als ein einziges Bauteil bei der Herstellung des Filterelementes vorliegt und insbesondere eine Ausrichtung der Schlitze und Einströmdüsen bei der Endmontage des Filterelementes nicht mehr erforderlich ist.
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Zwischen den hochgezogenen Ränder der Einströmdüsen ist bevorzugter Weise ein fluidhaltendes Auffangvolumen für aus dem Wrasen abtropfendes Fluid aus der ersten und der zweiten Filterstufe gebildet ist. Somit wird ein Heruntertropfen abgeschiedener Verunreinigungen aus dem Filterelement verhindert. Dies ist hygienisch und eliminiert zudem die Gefahr der Brandentstehung durch Entflammen der Tropfen. Indem das Auffangvolumen durch die Außenplatte selber zur Verfügung gestellt wird, ist zudem ein Vorsehen eines separaten Auffangbehälters nicht erforderlich.
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Die zweite Filterstufe umfasst bevorzugt eine reinluftseitig angeordnete Außenlage und eine an die Prallplatte angrenzende, gewellt ausgeführte Innenlage, wobei die Wellen der Innenlage senkrecht zur Ausrichtung der Schlitze in der Prallplatte und zur Ausrichtung der Einströmdüsen angeordnet sind. Dabei umfassen die Außenlage und die Innenlage jeweils mindestens eine Schicht Streckmetall. Durch die Wellenform der Innenlage ist die Filterfläche vorteilhaft vergrößert, wodurch die Filterleistung und das Rückhaltevermögen der Innenlage steigen.
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Die Prallplatte kann mit Verprägungen zum Halten eines Abstandes zwischen den Schlitzen und der zweiten Filterstufe gebildet sein. Dies erhöht das Rückhaltevermögen des Streckmetalls, da vermieden wird, dass in dem Streckmetall gehaltene flüssige Verunreinigungen ohne Tropfenbildung aus der zweiten in die erste Filterstufe ablaufen können. Zudem können Verprägungen in der Prallplatte die Stabilität der Prallplatte und damit der ersten Filterstufe erhöhen und die Anforderungen an die Materialstärke werden daher weiter gesenkt.
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Gemäß einer Ausführungsform stellt der Filterrahmen einen Teil der Außenplatte dar. Bei dieser Ausführungsform kann beispielsweise der Rand der Außenplatte an den Kanten nach oben gebogen werden und die Enden der nach oben gebogenen Ränder können dann erneut nach innen gebogen werden. Hierdurch kann der äußerste Rand der Außenplatte auf die Oberseite der zweiten Filterstufe aufliegen und diese so auf die Oberseite der ersten Filterstufe drücken oder zumindest in Position halten. Der Vorteil dieser Ausführungsform besteht insbesondere in der vereinfachten Herstellung, da ein separater Rahmen nicht vorgesehen werden muss und so die Teilevielzahl verringert werden kann. Gemäß einer Ausführungsform ist der Filterrahmen durch Tiefziehen oder Biegen an der Außenplatte gebildet. Auch andere Herstellungsverfahren, wie Kanten können zur Bildung des Filterrahmens verwendet werden.
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Die Erfindung wird im Folgenden anhand der beiliegenden Figuren erneut beschrieben.
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Es zeigen:
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1: eine schematische Schnittansicht einer Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filterelements;
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2: eine schematische Explosionsansicht der Ausführungsform des erfindungsgemäßen Filterelements nach 1;
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3a und 3b: eine schematische Schnittansicht der ersten Filterstufe, wie sie mittels eines Fügewerkzeugs zu einem Verbundteil zusammengefügt wird und eine schematische Draufsicht auf die mit Fügepunkten versehene Prallplatte.
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In den 1 und 2 ist eine Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filterelements 10 gezeigt. Das Filterelement 10 weist einen Filterrahmen 12, eine erste Filterstufe 18 und eine zwischen der ersten Filterstufe 18 und einer reinluftseitigen Oberseite 14 des Filterrahmens 12 angeordneten zweiten Filterstufe 32 auf.
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Die erste Filterstufe 18 weist eine anströmseitige Außenplatte 20 mit bereichsweise Einströmdüsen 22 mit jeweils einem hochgezogenem Rand 24 auf. Zwischen den hochgezogenen Rändern 24 ist ein Auffangvolumen 26 für abtropfende Verunreinigungen P gebildet. Die Einströmdüsen 22 weisen jeweils eine Längserstreckung auf und sind parallel zueinander in der Außenplatte 20 vorgesehen. Die Außenplatte 20 kann bei der dargestellten Ausführungsform als Tiefziehteil aus Aluminium oder Edelstahl mit geringer Materialstärke, etwa 0,5 mm, gebildet sein. Ferner steht die erste Filterstufe 18, insbesondere die Außenplatte 20, zumindest bereichsweise über eine Unterkante 16 des Filterrahmens 12 in Anströmrichtung über. Bei waagerechter Montage des Filterelements liegt die Anströmseite in Richtung der Wrasenquelle, also nach unten gerichtet.
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Parallel zur Außenplatte 20, das heißt zu den Bereichen der Außenplatte 20, die zwischen den Einströmdüsen 22 liegen, ist eine Prallplatte 28 angeordnet, die zu den Einströmdüsen 22 versetzte Schlitze 30 aufweist. Die Prallplatte 28 ist in der dargestellten Ausführungsform eben ausgestaltet.
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Zudem ist in 1 ein Luftstrom W, der auch als Wrasen bezeichnet wird, gezeigt, der Verunreinigungen P in Form von Fett und Flüssigkeitspartikel mit sich führt, die erfindungsgemäß durch das Filterelement 10 ausgefiltert werden.
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Der mit den Verunreinigungen P beladene Luftstrom W strömt durch die Einströmdüsen 22 in die erste Filterstufe 18 des Filterelements 10. Die Einströmdüsen 22 lenken dabei den Luftstrom W direkt auf die Prallplatte 28. Durch das Anströmen der Prallplatte 28 setzten sich erste Verunreinigungen an der Prallplatte 28 ab, die dann in das Auffangvolumen 26 abtropfen können. Zudem wird durch das Aufprallen des Luftstroms W dieser in seiner Richtung umgelenkt, so dass Wirbelströme in der ersten Filterstufe 10 entstehen. In diesen Wirbelströmen wandern die schweren Fett und Flüssigkeitspartikel zentrifugal nach außen und können sich an der Prallplatte 28 oder an den hochgezogenen Rändern 24 niederschlagen und schließlich in das Auffangvolumen 26 abtropfen.
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Bereits in diesem ersten Filtrationsschritt in der ersten Filterstufe 18 kann ein Großteil der mit dem Luftstrom W mitgeführten Verunreinigungen P abgeschieden und aufgefangen werden.
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Aus der ersten Filterstufe 18 strömt der Luftstrom W schließlich durch die seitlich zu den Einströmdüsen 22 versetzten Schlitze 30 der Prallplatte 28 in die zweite Filterstufe 32.
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Die zweite Filterstufe 32 weist eine reinluftseitig, das heißt der Anströmseite gegenüberliegend, angeordnete Außenlage 34 und eine an die Prallplatte angrenzende, gewellte Innenlage 36 (siehe 2) auf. Die Wellen der Innenlage 36 erstrecken sich senkrecht zu der Längserstreckung der Schlitze 30. Durch die gewellte Anordnung der Innenlage 36, die die Gesamtfilteroberfläche der Innenlage 36 erhöht, sowie deren Ausrichtung senkrecht zur Ausrichtung der Schlitze 30 in der Prallplatte 28 und zur Ausrichtung der Einströmdüsen 22 ist die Filtereffizienz der zweiten Filterstufe 32 signifikant erhöht.
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Die Außen- und die Innenlage sind aus mindestens einer Schicht Streckmetall gebildet. Durch die Öffnungen in den einzelnen Streckmetalllagen und dem dadurch hervorgerufenen Richtungswechsel des Luftstroms W, werden die Verunreinigungen P, insbesondere Fett und Flüssigkeitspartikel aus dem Luftstroms W herausgefiltert und lagern sich an den Streckmetalllagen an. Sollte das Speichervermögen der Streckmetalllagen überschritten sein, können eventuell abtropfende Verunreinigungen ebenfalls in dem Auffangvolumen 26 aufgenommen werden.
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Die 3a zeigt wie die Außenplatte 20 und die Prallplatte 28 an deren Randbereichen mittels eines Werkzeuges N in der Druckfügetechnik zu einem Verbundteil zusammengefügt werden. Es ist zu erkennen, dass der Platzbedarf zum Setzen eines Fügepunktes 38 gering ist, beispielsweise etwa 3 mm Durchmesser pro Fügepunkt. Somit können auch im mittigen Bereich des Verbundteils ohne weiteres Fügepunkte 38 gesetzt werden (siehe 3b), wodurch die Steifigkeit des Verbundteils zunimmt. Ferner ist bei diesem Verfahren keine Nachbearbeitung nötig, was die Herstellkosten reduziert.
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Als Folge des mittigen Fügens können die Außenplatte 20 und die Prallplatte 28 mit geringer Materialstärke gebildet sein, ohne eine nachteilige Wirkung auf die Steifigkeit des Filterelements 10 zu haben. Das gesamte Filterelement 10 ist folglich in Leichtbauweise herstellbar, wodurch zusätzliche Absturzsicherungen bei dessen Anbringung überflüssig sind. Aufgrund der erfindungsgemäßen kompakten bauweise kann das Filterelement auch mit herkömmlichen Filterrahmen angebracht werden.
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Im Folgenden wird die Erfindung erneut allgemein, teilweise unter Bezugnahme auf die Figuren, beschrieben. Hierbei wird das Filterelement 10 auch als Filterkonzept bezeichnet. Die Außenplatte 20 kann als vordere Decklage, Tiefziehteil, Tiefziehbereich oder Düsenplatte bezeichnet sein. Die Anströmseite des Filterelements 10 wird folgend auch als Geräteaußenseite bezeichnet. Der hochgezogene Rand 24 entspricht dem hochgestellten Rand. Das Auffangvolumen 26 entspricht dem Auffangraum. Die Einströmdüsen 22 werden auch als Düsenöffnungen bezeichnet.
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Das erfindungsgemäße Filterkonzept weist eine Reihe von Vorteilen auf. Insbesondere kann eine gute Fettabscheiderate in einem weiten Bereich der Anströmgeschwindigkeit erzielt werden. Öle und Fette können gut gespeichert beziehungsweise abgeleitet werden. Trotz der Kombination aus einem Wirbelstromfilter und einem Streckmetallfilter weist das Filterelement ein geringes Teilegewicht auf. Schließlich kann aufgrund des zumindest im Randbereich des Filterelementes erforderlichen geringen Bauraums, der dem von herkömmlichen Streckmetallfiltern entspricht, ein einfacher Austausch von herkömmlichen Streckmetallfilter vorgenommen werden, ohne, dass Änderungen an der Dunstabzugshaube erforderlich wären.
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Das erfindungsgemäße Filterelement geht von einem herkömmlichen Streckmetallfilter aus und besitzt zumindest im Randbereich, das heißt im Bereich des Rahmens eine übliche Rahmenhöhe von 8–10 mm. Das Konzept kann sinngemäß auch auf größere Rahmenhöhen beziehungsweise auf rahmenlose Lochblechfilter übertragen werden, das heißt das erfindungsgemäße Filterelement kann mit größeren Rahmenhöhen oder als rahmenloser Lochblechfilter ausgestaltet werden, bei dem die erste Filterstufe dem Lochblech in Strömungsrichtung vorgeschaltet ist.
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Die vordere Decklage, das heißt Außenplatte, des Filters besteht vorzugsweise aus einem Tiefziehteil (vorzugsweise aus eloxiertem Aluminium, optional aus dünnem Edelstahl) mit geringer Wandstärke, beispielsweise 0,5 mm. Neben dem geringen Materialeinsatz ist die Tatsache, dass dafür einfachere – sprich weniger stabile – Werkzeuge und Pressen mit geringer Presskraft zur Produktion verwendet werden können, vorteilhaft.
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Das Tiefziehteil baut zur Geräteaußenseite auf, das heißt steht nach unten über den Rahmen des Filterelementes über, so dass kein Kollisionsproblem in dem für einen herkömmlichen Streckmetallfilter vorgesehenen Einbauraum entsteht.
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Im Tiefziehbereich des Filterelementes, insbesondere an der Außenplatte sind Einströmdüsen angeordnet. Die primäre Funktion der Einströmdüsen ist es, Luft strömungstechnisch optimiert in das Filterelement zu leiten. Durch die Kombination aus Tiefziehteil und hochgestelltem Rand der Einströmdüse entsteht zudem ein dichter Auffangraum, der es ermöglicht die im Filter abgeschiedenen Öle und Fette zu speichern.
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Im Gegensatz zu einer zweiten Düsenreihe bei herkömmlichen Baffle-Filtern kommt bei dem erfindungsgemäßen Filterelement vorzugsweise eine Prallpatte zum Einsatz. Die Prallplatte ist mit Schlitzen versehen, welche ein Durchleiten der Luft ermöglichen. Die Schlitze sind im Vergleich zu den Düsenöffnungen versetzt. Um eine höhere Festigkeit und Steifigkeit des Filterelementes zu erreichen können die Düsenplatte und Prallplatte zusammengefügt sein (vorzugsweise über Druckfügetechnik). Dies kann am Rande des Elementes sowie über Topfprägungen im mittleren Bereich des Filterelementes geschehen. Dadurch entsteht ein stabiles Verbundteil.
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Die Druckfügetechnik hat den Vorteil, dass man nur kleine Bauräume benötigt um einen Fügepunkt zu setzen (beispielsweise mit einem Durchmesser von 3 mm), unterschiedliche Materialien beziehungsweise Materialstärken miteinander verbunden werden können und keine Nachbearbeitung der Oberfläche erforderlich ist. Eine zentrale Anordnung einzelner Fügepunkte ist aus Gründen der Steifigkeit erforderlich.
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Auf die Prallplatte werden vorzugsweise Streckmetalllagen aufgelegt. Zur besseren Verteilung der Luft im Filter sowie zur Senkung des Strömungswiderstandes sollten die Streckmetalllagen gewellt ausgeführt werden. Die Richtung der Welle sollte senkrecht zur Ausrichtung der Schlitze in der Prallplatte beziehungsweise zur Ausrichtung der Einströmdüsen angeordnet sein.
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Das gesamte Paket, das heißt die erste und zweite Filterstufe, wird vorzugsweise in einem herkömmlichen Filterrahmen eingefasst und verschraubt. Alternativ kann auch eine Art Filtergehäuse aus dem Tiefziehteil gebogen werden.
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Die verunreinigte Luft strömt durch die Einströmdüsen in den Fettfilter. Die Fettpartikel treffen auf die Prallplatte, ein Teil davon wird abgeschieden und tropft nach unten in das wannenartige Tiefziehteil.
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Durch die Verwirbelung an der Innenseite der Einströmdüse kommt es zu einem weiteren Abscheiden von Fettpartikel. Die Luft strömt anschließend durch die Schlitze in der Prallplatte in den Bereich der Streckmetalllagen. Auch dort werden Öl- und Fettanteile abgeschieden. Sollte das Öl zum Abtropfen neigen, so fließt es durch die Schlitze in der Prallplatte und tropft ebenfalls in das wannenartige Tiefziehteil.
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Durch die Kombination der beiden Funktionsprinzipien des Wirbelstromfilters und des Streckmetallfilters entsteht ein Filterelement welches die Vorteile beider Systeme in sich vereint. Insbesondere kann die Abscheiderate des Wirbelstromfilters im Sinne einer Vorfilterung genutzt werden. Die Speicherfähigkeit und Abtropfsicherheit des Wirbelstromfilters können genutzt werden. Zudem kann das Filterelement in einem relativ großen Bereich der Strömungsgeschwindigkeit der Dunstabzugshaube ohne Perfomance-Einbußen eingesetzt werden. Schließlich kann mit dem Filterelement eine hohe Fettabscheiderate erzielt werden.
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Aufgrund der Integration aller Elemente in einen herkömmlichen Filterrahmen sowie die Übernahme der Befestigungssysteme, ist das Element gegen alle eingesetzten Plattformkomponenten, wie herkömmliche Streckmetallfilterkassetten, austauschbar. Das geringe Gewicht der Komponenten erfordert zudem keine zusätzliche Absturzsicherung.
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Bezugszeichenliste
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- 10
- Filterelement
- 12
- Filterrahmen
- 14
- Oberseite, Filterrahmen
- 16
- Unterkante, Filterrahmen
- 18
- Erste Filterstufe
- 20
- Außenplatte
- 22
- Einströmdüse
- 24
- hochgezogener Rand
- 26
- Auffangvolumen
- 28
- Prallplatte
- 30
- Schlitz, Prallplatte
- 32
- Zweite Filterstufe
- 34
- Außenlage
- 36
- Innenlage
- 38
- Fügepunkt
- W
- Luftstrom
- P
- Verunreinigungen
- N
- Werkzeug
