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Die Erfindung liegt auf dem Gebiet der Wäschebehandlungsgeräte, wie insbesondere Wäschetrockner, Waschtrockner und/oder Waschmaschinen, und betrifft eine Filteranordnung für eine Wäschebehandlungsmaschine mit einer Filtereinrichtung zum Ausfiltern von Verunreinigungen, die eine in der Wäschebehandlungsmaschine strömende Flüssigkeit mitführt, und mit einem Aufnahmeraum zur Ablagerung von ausgefilterten Verunreinigungen, der wenigstens einen Durchtrittsbereich mit mehreren Durchtrittsöffnungen für die Flüssigkeit aufweist.
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Derartige Filteranordnungen sind für verschiedenste Zwecke, insbesondere für die Filterung und Abscheidung von Haaren, Fusseln und Flusen (nachfolgend zusammenfassend und verallgemeinert als Verunreinigungen bezeichnet) und in verschiedenen Ausgestaltungen bekannt.
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So offenbart die
JP 2010-005247 A eine Waschmaschine mit einem Flusenfilter, der eine integral ausgeformte Abtrennung und ein Sieb aufweist, mit dem aus einer Wasserströmung Flusen ausgefiltert werden können. Dazu ist eine Flusenfalle vorgesehen, die einen sich stufenweise erhöhenden Fallenboden mit gleichmäßigen Durchgangsöffnungen aufweist, die zu einem gemeinsamen Wasserauslass führen. Durch diese Konstruktion wird der Aufnahmeraum der Flusenfalle sukzessive stufenweise gefüllt. Allerdings erfordert diese bekannte Filteranordnung einen vergleichsweise großen Bauraum, von dem nur ein relativ geringer Teil für die eigentliche Ablagerung der abgeschiedenen, zurückgehaltenen Verunreinigungen und Flusen zur Verfügung steht. Dies erweist sich als besonders ungünstig, wenn die Filteranordnung als Langzeit- oder so genanntes Lebensdauer-Flusendepot auszulegen ist.
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Eine Filteranordnung der eingangs genannten Gattung ist auch aus der
DE 10 2010 039 603 A1 bekannt. Diese beschreibt ein Wäschebehandlungsgerät mit einer Filteranordnung, die ein Gehäuse mit einem darin befindlichen Aufnahmeraum umfasst. Der Aufnahmeraum dient zur (permanenten) Aufnahme und Ablagerung von Verunreinigungen, die den Aufnahmeraum durchströmendes Kondensat mitführt. Das Kondensat dient als Spülflüssigkeit zum Abspülen und Abreinigen von Komponenten des Wäschebehandlungsgeräts, an denen sich während des Betriebs Flusen, Haare, Fusseln und dgl. absetzen und dadurch die Leistungsfähigkeit dieser Komponenten beeinträchtigen können. Der Aufnahmeraum weist im Deckenbereich und an einer Stirnseite Zuflussöffnungen für von verschiedenen zu reinigenden Komponenten kommende Spülflüssigkeit auf. Die Flüssigkeit gelangt so in den Aufnahmeraum, in dessen Boden mehrere Löcher eingebracht sind. Durch diese Löcher fließt die Flüssigkeit ab, wobei mitgeführte Verunreinigungen in dem Aufnahmeraum zurückbleiben. Dazu kann ein Flusenfilter vorgesehen und beispielsweise als Vliesschicht, als starrer Filter aus perforiertem Metall- oder Kunststoffblech oder als Sieb ausgestaltet sein.
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Diese vorbekannte Filteranordnung ist vergleichsweise bauraumoptimiert ausgestaltet und findet bevorzugt Anwendung in einem Wäschebehandlungsgerät, dessen Filteranordnung als Lebensdauer-Flusendepot ausgestaltet ist. Allerdings ist eine vollständige Befüllung bzw. optimale Ausnutzung des verfügbaren Aufnahmeraums nicht in jedem Fall gewährleistet.
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Vor diesem Hintergrund besteht eine Aufgabe der vorliegenden Erfindung darin, eine Filteranordnung für eine Wäschebehandlungsmaschine anzugeben, bei der der für die Aufnahme von abzuscheidenden Verunreinigungen vorgesehene Aufnahmeraum in strukturierter, reproduzierbarer Weise gefüllt und damit optimal ausgenutzt werden kann.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß gelöst durch eine Filteranordnung mit den Merkmalen des unabhängigen Patentanspruchs. Weitere Einzelheiten, Aspekte, Vorteile und bevorzugte Weiterbildungen der Erfindung sind Gegenstand der nachfolgenden Beschreibung, der weiteren Patentansprüche sowie der Zeichnung und deren Beschreibung.
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Demnach ist bei einer Filteranordnung der eingangs genannten Gattung erfindungsgemäß vorgesehen, dass die Durchtrittsöffnungen in dem Durchtrittsbereich so angeordnet und/oder dimensioniert sind, dass sich über den Durchtrittsbereich ein Durchsatz-Gradient für die Flüssigkeit ergibt, durch den die Ablagerung der Verunreinigungen in einer Vorzugsrichtung bewirkt ist.
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Ein erster Vorteil der Erfindung besteht darin, dass die Anordnung bzw. die Ausgestaltung der Durchtrittsöffnungen – insbesondere deren jeweilige Öffnungsweite und die Anzahl von Durchtrittsöffnungen pro Flächeneinheit – dafür sorgen, dass die strömende Flüssigkeit den Aufnahmeraum in einer vorbestimmten Weise durchsetzt und sich damit die Verunreinigungen nicht stochastisch und zufällig ablagern, sondern mit vorgegebener Präferenz. So kann durch die Anordnung und Ausgestaltung der Durchtrittsöffnungen der Durchsatz von Flüssigkeit in einem bestimmten Bereich des Aufnahmeraums gefördert sein, so dass durchsatzgesteuert eine vorgegebene Verteilung und Strömungshauptrichtung der Flüssigkeit besteht. Anfänglich, also bei noch unbefülltem Aufnahmeraum kann so die Ablagerung der Verunreinigungen zunächst in einem ersten bevorzugten Bereich beginnen oder jedenfalls überwiegend dort erfolgen. Mit zunehmender Betriebsdauer, d.h. mit zunehmend durchgeströmter Flüssigkeitsmenge und damit weiter zugeführten Flusen und Verunreinigungen füllt sich der Aufnahmeraum von diesem ersten Bereich ausgehend in geordneter Weise nach und nach weiter gemäß dem Durchsatz-Gradienten vorgegebener Weise bzw. Richtung. Mit anderen Worten: Der Durchtrittsbereich ist hinsichtlich des Durchsatzes von Flüssigkeit durch die Durchtrittsöffnungen inhomogen und so gestaltet, dass durch mindestens einen Abschnitt des Durchtrittsbereichs nur vergleichsweise geringe Anteile der gesamten strömenden Flüssigkeit (z.B. eines Spülwasservolumenstroms) hindurchtreten, während ein anderer Abschnitt einen leichteren und schnelleren Durchtritt der Flüssigkeit erlaubt, womit eine gezielte Durchsatzsteuerung und damit ein Durchsatz-Gradient über den Durchtrittsbereich realisiert ist.
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Dadurch ist die (Haupt)Strömung der Flüssigkeit durch die Filteranordnung so beeinflusst, dass die Befüllung des Aufnahmeraums z.B. in einer Vorzugsrichtung erfolgt. Dadurch wird das Volumen des Aufnahmeraums für die Ablagerung und Speicherung von Verunreinigungen optimal befüllt und ausgenutzt.
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Besonders vorteilhaft ist die Anwendung der erfindungsgemäßen Filteranordnung zur Reinigung und Filterung eines Spülwasservolumenstroms, der in der eingangs beschriebenen und an sich bekannten Art in einer Wäschebehandlungsmaschine zur Abreinigung von Komponenten – wie z.B. einem Flusenfilter im Trocknungsluft-Kreislauf oder einem Wärmetauscher zur Rückgewinnung von Wärmeenergie aus der Prozessluft – von Flusenablagerungen dient.
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Bevorzugt befindet sich der Durchtrittsbereich im Boden des Aufnahmeraums. Damit verteilt sich die einströmende Flüssigkeit besonders zuverlässig in der gewünschten Weise – gesteuert durch den Durchsatz-Gradienten aufgrund der inhomogenen Ausgestaltung des jeweiligen Durchsatzes durch die Durchtrittsöffnungen – und führt zu der gewünschten Ablagerungssequenz der Flusen und Verunreinigungen auch bei einem vergleichsweise unkontrollierten und schwallartigen Einströmen der Flüssigkeit.
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Konstruktiv und fertigungstechnisch bevorzugt sind die Durchtrittsöffnungen als Siebsegmente ausgebildet. Dabei kann die Siebgröße ergänzend oder alternativ zur Steuerung des jeweiligen Durchsatzes verwendet werden, indem die wirksame Fläche der Durchtrittsöffnung durch die Feinmaschigkeit des Siebes beeinflusst wird.
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In einer vorteilhaften Ausgestaltung der Erfindung ist vorgesehen, dass die Gesamtfläche der Durchtrittsöffnungen pro Flächeneinheit von einem Anfangsbereich ausgehend zu einem Endbereich hin abnimmt. Der Anfangsbereich bildet damit vorteilhafterweise den gezielten Beginn bzw. Anfangsort der Ablagerungen der abgeschiedenen Verunreinigungen, die sich dann von dort gemäß dem Durchsatz-Gradienten kontrolliert bis zu dem Endbereich, bevorzugt in Etappen (Stufen), weiter ablagern.
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Damit ist eine besonders optimierte Befüllung des Aufnahmeraums bewirkt: So kann z.B. im in Einströmrichtung gesehen vorderen Bereich des Durchtrittsbereichs der flüssigkeitsdurchlässige Flächenanteil (insbesondere der Siebflächenanteil) relativ gering sein, so dass dort – zunächst – nur ein geringer Anteil des Flüssigkeitsstroms abläuft, während der Hauptteil des Flüssigkeitsstroms in den in Einströmrichtung gesehen hinteren oder ferner liegenden Bereich des Durchtrittsbereichs (Anfangsbereich) gelangt, weil dort der Ablauf wesentlich stärker und schneller erfolgt. Dadurch beginnt die Befüllung des Aufnahmeraums in dem hinteren Bereich (Anfangsbereich), weil durch die dort relativ große Siebfläche der ganz überwiegende Anteil von Verunreinigungen abgeschieden wird. Bei weiterer sukzessiver Befüllung des Aufnahmeraums wird der Flüssigkeitsstrom dann zunehmend durch die vorderen Durchlassöffnungen abgeführt, weil der Durchfluss durch die hinteren, größeren Durchlassöffnungen durch die sukzessiven Ablagerungen zunehmend erschwert wird.
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Eine hinsichtlich der Ausnutzung der verfügbaren Durchtrittsfläche in dem Durchtrittsbereich besonders bevorzugte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass die Durchtrittsöffnungen zumindest teilweise in Form von Reihen alternierend orientierter Dreiecksflächen ausgebildet sind.
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Eine besonders gleichmäßige Verteilung und ein homogenes Einströmen bzw. Einspülen des Flüssigkeitsvolumenstromes in die Filteranordnung wird nach einer bevorzugten Fortbildung der Erfindung dadurch erreicht, dass sich zwischen einem Eintrittsbereich für die Flüssigkeit und dem Durchtrittsbereich ein durchtrittsöffnungsfreier Bereich befindet.
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Eine in der Bauform und Handhabung besonders bevorzugte Weiterbildung der Erfindung sieht diesbezüglich vor, dass der Eintrittsbereich für die Flüssigkeit an einer Stirnseite der Filteranordnung ausgebildet ist und dass die Vorzugsrichtung sich von einer der Stirnseite innenseitig gegenüber liegenden Wand des Aufnahmeraums aus zu der Stirnseite hin erstreckt.
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Nachfolgend sind bevorzugte Ausführungsbeispiele und deren besonders relevante Einzelheiten anhand der beigefügten Zeichnung näher erläutert; darin zeigen:
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1 eine Filteranordnung in Einbaulage in einer Wäschebehandlungsmaschine im Querschnitt,
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2 und 3 den unteren Teil der Filteranordnung aus 1 in Aufsicht bzw. perspektivischer Ansicht und
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4 eine Filteranordnung in geöffneter Darstellung.
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In
1 sind neben der Filteranordnung
1 nur rudimentär weitere Teile einer Wäschebehandlungsmaschine dargestellt, nämlich insbesondere ein sich verengender Führungskanal
2 für eine Flüssigkeit
3, die als sog. Spülwasservolumenstrom Flusen, Haare, Fusseln und dergleichen – nachfolgend zusammenfassend als Verunreinigungen
4 bezeichnet – von der Oberfläche
5 eines stationären Flusenfilters
6 abspült. Der Flusenfilter
6 befindet sich in einem nicht näher dargestellten Strömungskanal
7 für sog. Prozessluft
8, die in an sich bekannter Weise zuvor eine (hier nicht dargestellte) Trockenkammer durchströmt und dabei in der Trockenkammer befindlicher Wäsche Feuchtigkeit entzieht. Der Flusenfilter
6 ist dabei zwischen der Trockenkammer und einer üblicherweise prozessluftstromabwärts (hier ebenfalls nicht dargestellten) angeordneten Wärmesenke vorgesehen. Ein derartiger Aufbau einer Wäschebehandlungsmaschine ist grundsätzlich z.B. aus der
DE 10 2009 046 921 A1 bekannt.
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Bei einem Spülvorgang gelöste und mitgeschwemmte Verunreinigungen
4 gelangen wie durch den Pfeil in Einspülrichtung
9 angedeutet mit der Flüssigkeit (Spülwasser oder Spülkondensat) durch einen Eintrittsbereich
10, der an einer Stirnseite
11 vorgesehen ist, in die Filteranordnung
1. Die Filteranordnung umfasst einen unteren Teil, der als Gehäuseschale oder Filterschale
14 bezeichnet wird, und einen oberen Teil, der als Abdeckung
15 bezeichnet wird. Die Filteranordnung ist fest im Bodenbereich
16 der Wäschebehandlungsmaschine installiert und kann insbesondere als sog. Lebensdauer-Flusendepot ausgestaltet sein, wie in der eingangs erwähnten Schrift
DE 10 2010 039 603 A1 , auf die insoweit Bezug genommen wird, im Einzelnen beschrieben.
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Die Flüssigkeit 3 gelangt in der durch den Pfeil angedeuteten Einspülrichtung 9 als Spülwasservolumenstrom 18 schwallartig in einen Ablagerungsraum oder Aufnahmeraum 20 der Filteranordnung. Der Aufnahmeraum 20 dient zur Aufnahme der mitgeschwemmten Verunreinigungen 4. Wie durch Pfeile symbolisiert, tritt die gereinigte und flusenfreie Flüssigkeit 22 durch einen Durchtrittsbereich 24 der Filteranordnung wieder aus. Der Durchtrittsbereich 24 befindet sich in diesem Ausführungsbeispiel im Boden 25 des Aufnahmeraums 20, was herstellungstechnisch und strömungstechnisch bevorzugt ist. Der Boden 25 ist mit einer Filtereinrichtung 26 in Form eines Vlieses oder Siebes versehen; es kann aber nur der jeweilige Durchtrittsbereich mit einem Sieb oder Siebelement versehen sein. Zur einfacheren Darstellung sind in den 2 bis 4 die jeweiligen Siebe bzw. das Sieb nicht eingezeichnet. Selbstverständlich können ein oder auch mehrere Durchtrittsbereich(e) auch an anderen Stellen, z.B. in den seitlichen Begrenzungswänden des Aufnahmeraums 20 vorgesehen sein.
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Um der Flüssigkeit 22 den Durchtritt im Durchtrittsbereich 24 zu ermöglichen, weist dieser eine Vielzahl von Öffnungen auf, von denen in 1 nur beispielhaft Öffnungen 28, 29, 30, 31 und 32 dargestellt sind. Diese Öffnungen sind als sog. Siebsegmente ausgebildet, d.h. ihr Öffnungsquerschnitt ist von einem Sieb bedeckt. Natürlich könnte auch – anstatt jeweils z.B. der einen siebbedeckten Öffnung 28 – an diesem Ort eine Vielzahl kleiner benachbarter Öffnungen denselben Sieb-Effekt der siebbedeckten Öffnung 28 erzielen.
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Wie 1 schematisch weiter zeigt, ist der Durchtrittsbereich 24 im in Einspülrichtung 9 der Flüssigkeit 3 gesehen im hinteren Bereich 33 des Aufnahmeraums 20 so ausgestaltet, dass sich ein verstärkter Abfluss der Flüssigkeit 22 (nur grob symbolisiert durch mehrere Pfeile 22 bei den Öffnungen 32, 31, 30) in diesem Bereich ergibt. Die dort befindliche Durchtrittsöffnung 32 ist in ihrer Durchtrittsfläche 34 (bzw. bei kreisförmigen Durchtrittsöffnungen in ihrem Durchmesser) erheblich weiter ausgebildet als die links benachbarte Durchtrittsöffnung 31 usw. (symbolisiert durch abnehmende Pfeilanzahl der Flüssigkeit 22). Man erkennt also, dass sich in Richtung zum Eintrittsbereich 10 hin die Durchtrittsöffnungen 32, 31, 30, 29, 28 in ihrer wirksamen Durchtrittsfläche vermindern bzw. diese so angeordnet und dimensioniert sind, dass die gesamte Durchtrittsfläche pro Flächeneinheit abnimmt. Dies kann kontinuierlich oder auch stufenweise oder sukzessive erfolgen. Dadurch bildet sich – was den Durchsatz von Flüssigkeit 3 durch den Durchtrittsbereich 24 angeht – ein Durchsatz-Gradient 38, der positiv von dem hinteren Bereich 33 zum vorderen Bereich 39 bzw. zur Stirnseite 11 des Aufnahmeraums 20 gerichtet ist.
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Durch diese Ausgestaltung lagern sich die Flusen 4 in einer Vorzugsrichtung 40 ab, d.h. beginnend im hinteren Bereich 33 des Aufnahmeraums 20, also von einer der Stirnseite gegenüberliegenden Innenwand 41 aus. Zu Beginn der Füllung läuft nämlich – da im vorderen Bereich 39 des Aufnahmeraums 20 (also zum Eintrittsbereich hin) der Siebflächenanteil bzw. der Anteil der Durchtrittsöffnungen pro Flächeneinheit geringer ist als im hinteren Bereich 33 – dort zunächst nur ein sehr geringer Anteil des Spülwasservolumenstroms 18 ab und der Hauptanteil des Spülwasservolumenstroms gelangt bis in den hinteren Bereich 33 und fließt dort ab. Dadurch wird anfangs dort die ganz überwiegende Menge der Flusen 4 abgeschieden. Durch weiteren Eintrag von Verunreinigungen wird der Aufnahmeraum 20 nach und nach weiter in Vorzugsrichtung 40 – also entgegen des Durchsatz-Gradienten 38 – sukzessive befüllt. Dazu trägt nicht nur die zunehmende Ausfüllung des Aufnahmeraums im hinteren Bereich durch sich verdichtende Flusenablagerung bei, sondern insbesondere der durch die abgelagerten Flusen erhöhte Durchflusswiderstand (zunächst) in der Durchtrittsöffnung 32 und dann entsprechend sukzessive auch in den folgenden Durchtrittsöffnungen 31 usw..
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In der Aufsicht nach 2 und der perspektivischen Ansicht nach 3 erkennt man besonders deutlich den in Vorzugsrichtung 40 – also entgegen der Einspülrichtung 9 der Flüssigkeit 3 – abnehmenden sog. Siebflächenanteil (verfügbare Gesamtdurchtrittsfläche der Durchtrittsöffnungen pro Flächeneinheit). In dem gezeigten Ausführungsbeispiel erfolgt dies dadurch, dass der Durchtrittsbereich 24 schrittweise oder stufenweise von einem ersten Bereich (Anfangsbereich) 44 über weitere Bereiche 45, 46, 47, 48 bis hin zu einem Endbereich 49 unterschiedlich ausgebildet ist. Man erkennt dabei, dass in den Bereichen 44, 45 und 46 bevorzugt die Durchtrittsöffnungen als alternierend ausgestaltete und orientierte Dreiecke (z.B. 50, 51; 54, 55) ausgebildet sind. Alternativ oder zusätzlich sind selbstverständlich auch andere Formen der Durchtrittsöffnungen, wie beispielsweise rechteckige Formen 57, denkbar. An den Eintrittsbereich 10 schließt sich zunächst ein durchtrittsöffnungsfreier Bereich 60 an (vergleiche auch 1), der eine Homogenisierung und ein besonders leichtes Durchströmen der Flüssigkeit 3 (zunächst) bis in den hinteren Bereich 33 fördert.
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4 zeigt schließlich die Filteranordnung 1 in geöffneter Darstellung. Man erkennt den unteren Teil, also die Filterschale 14, und den oberen Teil, also die Abdeckung 15 mit der Zugangsöffnung oder dem Eintrittsbereich 10. Die Filteranordnung kann bevorzugt als Lebensdauer-Flusendepot fungieren, so dass die Gehäuseteile 14, 15 im Montagezustand fest miteinander verbunden sein können. Die Abdeckung 15 kann weitere nicht näher dargestellte Einlauföffnungen für weitere Flüssigkeiten – beispielsweise für Kondensat, das an einem Wärmetauscher aus dem Prozessluftstrom ausfällt – aufweisen. Dabei bewirken grundsätzlich auch bei dieser Einströmung die vorbeschriebenen Gestaltungsmaßnahmen einen gesteuerten Fluss der Flüssigkeit in dem Aufnahmeraum 20 und somit die zuvor beschriebene gesteuerte und reproduzierbare Ablagerung ggf. von dem Kondensat bzw. der zweiten (Spül)Flüssigkeit mitgeführten Verunreinigungen.
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Mit der erfindungsgemäßen Filteranordnung ist eine gezielte Beeinflussung z.B. eines Spülwasservolumenstroms in Abhängigkeit von dem Füllgrad des Aufnahmeraumes realisiert. Durch die Ausgestaltung, Anordnung und Dimensionierung der Durchtrittsöffnungen und gegebenenfalls der Sieb- bzw. Filterelemente wird der Spülwasservolumenstrom so beeinflusst, dass dieser bei zunächst leerem Aufnahmeraum in einen bevorzugten Anfangsbereich gelangt – im Ausführungsbeispiel dem hinteren Bereich 34 – und von dort ausgehend sukzessive der Aufnahmeraum nach und nach weiter gefüllt wird. Damit ist eine Filteranordnung geschaffen, deren gesamter Bauraum weitestgehend zur Aufnahme und gegebenenfalls dauerhaften Deponierung von Flusen und Verunreinigungen zur Verfügung steht.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Filteranordnung
- 2
- Führungskanal
- 3
- Flüssigkeit
- 4
- Verunreinigungen
- 5
- Oberfläche
- 6
- Flusenfilter
- 7
- Strömungskanal
- 8
- Prozessluft
- 9
- Einspülrichtung
- 10
- Eintrittsbereich
- 11
- Stirnseite
- 14
- Filterschale
- 15
- Abdeckung
- 16
- Bodenbereich
- 18
- Spülwasservolumenstrom
- 20
- Aufnahmeraum
- 22
- Flüssigkeit
- 24
- Durchtrittsbereich
- 25
- Boden
- 26
- Filtereinrichtung
- 28, 29
- Öffnungen
- 30, 31
- Öffnungen
- 32
- Öffnung
- 33
- hinterer Bereich
- 34
- Durchtrittsfläche
- 38
- Durchsatz-Gradient
- 39
- vorderer Bereich
- 40
- Vorzugsrichtung
- 41
- Innenwand
- 44
- Anfangsbereich
- 45, 46
- Bereich
- 47
- Bereich
- 48
- Endbereich
- 50, 51
- Dreiecke
- 54, 55
- Dreiecke
- 57
- Form
- 60
- durchtrittsöffnungsfreier Bereich
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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- JP 2010-005247 A [0003]
- DE 102010039603 A1 [0004, 0024]
- DE 102009046921 A1 [0023]
