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Die vorliegende Erfindung betrifft ein Einströmelement, insbesondere für einen Verbrennungslufteinströmweg für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend einen ersten Bodenbereich und eine an den ersten Bodenbereich anschließende und sich im Wesentlichen in Richtung einer Längsmittenachse des Einströmelements erstreckende Außenumfangswandung, eine in radialem Abstand zur Außenumfangswandung angeordnete und mit dieser einen Raumbereich begrenzende erste Innenumfangswandung sowie eine Einströmöffnungsanordnung zum Einströmen von Luft in das Einströmelement.
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Ein derartiges Einströmelement ist aus der
EP 1 029 723 B1 bekannt. In der Außenumfangswandung und der ersten Innenumfangswandung dieses bekannten Einströmelements ist eine eine Mehrzahl von in Umfangsrichtung um eine Längsmittenachse des Einströmelements verteilt angeordneten Einströmöffnungen umfassende Einströmöffnungsanordnung vorgesehen. Die Haupteinströmrichtung der in das Einströmelement eintretenden Luft ist bezüglich der Längsmittenachse des Einströmelements im Wesentlichen radial orientiert. Feuchtigkeit, die in der in das Einströmelement einströmenden Luft transportiert wird, kann sich in dem von der Außenumfangswandung bzw. auch der ersten Innenumfangswandung umschlossenen Raumbereich niederschlagen, um die in Richtung zu einem Fahrzeugheizgerät weitergeleitete Luft von Wassertröpfchen oder dergleichen zu trennen.
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Aus der
JP S 52- 38 851 U ist ein Einströmelement gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 bekannt. Bei diesem bekannten Einströmelement sind zwischen einer zylindrischen Außenumfangswandung und einer von einer Bodenwandung eines ersten Bodenbereichs sich erstreckenden zylindrischen Innenumfangswandung in Umfangsrichtung aufeinander folgende, durch Strömungsleitelemente voneinander getrennte Einströmöffnungen gebildet.
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Bei einer aus der
DE 25 26 056 A1 bekannten Vorrichtung zur Abtrennung von Schmutzstoffen sind zwischen einer zylindrischen Außenumfangswandung und einem in einer Hauptströmungsrichtung sich radial erweiternden konischen Einsatz durch Strömungsleitelemente voneinander getrennte Einströmöffnungen gebildet. Aufgrund der radial sich erweiternden Struktur des Einsatzes nimmt eine Strömungsquerschnittsfläche der Einströmöffnungen in Strömungsrichtung ab.
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Es ist die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, ein Einströmelement, insbesondere für einen Verbrennungslufteinströmweg für ein Fahrzeug, vorzusehen, mit welchem in der transportierten Luft enthaltene Partikel mit höherer Zuverlässigkeit abgeschieden werden können.
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Erfindungsgemäß wird diese Aufgabe gelöst durch ein Einströmelement, insbesondere für einen Verbrennungslufteinströmweg für ein Fahrzeugheizgerät, gemäß Anspruch 1. Dieses Einströmelement umfasst:
- - einen ersten Bodenbereich und eine an den ersten Bodenbereich anschließende und sich im Wesentlichen in Richtung einer Längsmittenachse des Einströmelements erstreckende Außenumfangswandung,
- - eine in radialem Abstand zur Außenumfangswandung angeordnete und mit dieser einen Raumbereich begrenzende erste Innenumfangswandung,
- - eine Einströmöffnungsanordnung zum Einströmen von Luft in das Einströmelement.
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Dabei ist weiter vorgesehen, dass die Einströmöffnungsanordnung im ersten Bodenbereich vorgesehen und zur Erzeugung einer Wirbelströmung ausgebildet ist.
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Mit einem derartigen Aufbau eines Einströmelements wird zunächst erreicht, dass eine Haupteinströmrichtung im Wesentlichen auch der Richtung der Längsmittenachse des Einströmelements entspricht, also einer fiktiven Achse, die beispielsweise im Wesentlichen orthogonal zum Bodenbereich orientiert sein kann. In Verbindung mit der Erzeugung einer Wirbelströmung hat dies zur Folge, dass in der in das Einströmelement einströmenden Luft transportierte Partikel, also beispielsweise Wassertröpfchen oder Staubpartikel oder dergleichen, aufgrund der in der Wirbelströmung entstehenden Fliehkraft nach radial außen transportiert werden und somit in den zwischen der Außenumfangswandung und der ersten Innenumfangswandung gebildeten Raumbereich gelangen, wo sie sich niederschlagen und somit nicht mit der das Einströmelement durchströmenden Luft weiter transportiert werden.
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Eine die Erzeugung der Wirbelströmung effektiv unterstützende Ausgestaltung der Einströmöffnungsanordnung wird dadurch erreicht, dass diese eine Mehrzahl von um eine erste Bodenwandung des ersten Bodenbereichs aufeinander folgend angeordneten Einströmöffnungen und in Zuordnung dazu Strömungsleitelemente umfasst.
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Dabei kann die erste Bodenwandung bezüglich der Längsmittenachse im Wesentlichen zentrisch angeordnet sein. Besonders vorteilhaft kann dabei eine Ausgestaltung sein, bei welcher die Bodenwandung einer Abströmöffnung des Einströmelements axial gegenüberliegt oder/und im gleichen Radialbereich wie diese Abströmöffnung angeordnet ist. Damit kann im Wesentlichen verhindert werden, dass durch den Bodenbereich einströmende Luft und darin transportierte Partikel direkt in die Abströmöffnung gelangen.
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Die zur Abscheidung von in der Luft transportierten Partikeln eingesetzte Wirbelströmung wird dadurch effektiv erzeugt, dass zwischen wenigstens zwei, vorzugsweise allen aufeinander folgenden Einströmöffnungen ein Strömungsleitelement vorgesehen ist.
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Da die Wirbelströmung beispielsweise bezüglich der Längsmittenachse ein im Wesentlichen ringartiges Strömungsmuster aufweist, kann für eine effiziente Erzeugung der Wirbelströmung vorgesehen sein, dass die Einströmöffnungen in ringartiger Konfiguration um die erste Bodenwandung angeordnet sind.
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Eine stabile und auch die definierte Erzeugung der Wirbelströmung unterstützende Ausgestaltung des Einströmelements wird dadurch erreicht, dass die Strömungsleitelemente zwischen einer an die erste Bodenwandung anschließenden zweiten Innenumfangswandung und der Außenumfangswandung angeordnet sind. Dabei können die Strömungsleitelemente bezüglich einer Haupteinströmrichtung, welche im Wesentlichen parallel zur Längsmittenachse des Einströmelements orientiert ist, vorzugsweise im gleichen Ausmaß oder/und der gleichen Richtung angestellt angeordnet sein, so dass sie nach Art von Turbinenschaufeln wirksam sind und eine Ablenkung der in der Haupteinströmrichtung heranströmenden Luft bewirken können. Dazu kann beispielsweise vorgesehen sein, dass bezüglich der Haupteinströmrichtung stromaufwärtige Endbereiche der Strömungsleitelemente zu stromabwärtigen Endbereichen der Strömungsleitelemente in Umfangsrichtung versetzt sind.
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Um die Ansammlung der durch die Wirbelströmung nach radial außen transportierten Partikel in dem Raumbereich zwischen der Außenumfangswandung und der ersten Innenumfangswandung unterstützen zu können, wird vorgeschlagen, dass die Einströmöffnungsanordnung dem zwischen der Außenumfangswandung und der ersten Innenumfangswandung gebildeten Raumbereich axial gegenüberliegt oder/und im Wesentlichen im gleichen Radialbereich angeordnet ist.
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Dabei kann der zwischen der Außenumfangswandung und der ersten Innenumfangswandung gebildete Raumbereich durch einen zweiten Bodenbereich axial begrenzt sein.
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Dieser zweite Bodenbereich kann eine Bodenwandung umfassen, die beispielsweise ringartig ausgebildet sein kann und dabei an die Außenumfangswandung und die erste Innenumfangswandung anschließen kann. Ferner liegt vorteilhafterweise diese zweite Bodenwandung der Einströmöffnungsanordnung axial gegenüber. Es kann somit gewährleistet werden, dass die durch die Einströmöffnungsanordnung einströmende und ggf. Partikel transportierende Luft zunächst in den Raumbereich eintritt und nach radial außen transportierte Partikel im Raumbereich gesammelt werden und sich beispielsweise im Bereich der zweiten Bodenwandung bzw. auch der Außenumfangswandung niederschlagen können.
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Um einen labyrinthartigen Hindurchtritt der Luft durch das Einströmelement erzeugen zu können, wird vorgeschlagen, dass die erste Innenumfangswandung in Richtung der Längsmittenachse in Abstand zum ersten Bodenbereich endet oder/und eine Abströmöffnung umgibt.
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Die Erfindung betrifft ferner eine Einströmbaugruppe, insbesondere für einen Verbrennungslufteinströmweg für ein Fahrzeugheizgerät, umfassend ein erfindungsgemäß aufgebautes Einströmelement sowie einen Luftströmungsschalldämpfer mit einem Lufteintrittsbereich. In diesem Lufteintrittsbereich kann der Luftströmungsschalldämpfer das Einströmelement durchströmende bzw. verlassende Luft aufnehmen.
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Um den Übertritt von das Einströmelement durchströmender Luft in den Luftströmungsschalldämpfer zu ermöglichen, wird vorgeschlagen, dass der Lufteintrittsbereich eine mit der von der ersten Innenumfangswandung umgebenen Abströmöffnung in Verbindung stehende Eintrittsöffnung umfasst.
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Die vorliegende Erfindung wird nachfolgend mit Bezug auf die beiliegende 1 detailliert beschrieben. Diese zeigt eine teilweise im Längsschnitt dargestellte perspektivische Ansicht eines an einem Verbrennungslufteinströmweg für ein Fahrzeugheizgerät vorgesehenen Einströmelements.
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Ein in 1 nur mit seinem stromaufwärtigen Endbereich dargestellter Verbrennungslufteinströmweg 10 für ein Fahrzeugheizgerät umfasst ein in seinem stromaufwärtigen Endbereich beispielsweise geradlinig sich erstreckendes Strömungsrohr 12 und einen daran vorgesehenen Luftströmungsschalldämpfer 14. Dieser kann von bekanntem Aufbau sein und braucht hier nicht weiter beschrieben zu werden. Der Luftströmungsschalldämpfer 14 weist im Bereich einer Stirnwand 16 eine zentrale Eintrittsöffnung 18 auf, die von einem von der Stirnwand 16 ausgehenden, sich axial erstreckenden Randbereich 20 umgeben ist und durch welche hindurch die durch ein nicht dargestelltes Gebläse geförderte Luft beispielsweise zu dem Brennerbereich eines Fahrzeugheizgeräts gefördert werden kann.
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Stromaufwärts des Luftströmungsschalldämpfers 14 ist ein allgemein mit 22 bezeichnetes Einströmelement vorgesehen. Dieses Einströmelement 22 ist im Wesentlichen dafür vorgesehen bzw. dazu ausgebildet, in der in den Lufteinströmweg 10 strömenden Luft transportierte Partikel, beispielsweise Feuchtigkeitspartikel oder Staubpartikel, abzuscheiden, so dass die zu einem Heizgerät weitergeförderte Luft von derartigen Fremdkörpern im Wesentlichen befreit ist.
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Das Einströmelement 22 umfasst einen ersten Bodenbereich 24, an dessen radial äußeren Bereich eine Außenumfangswandung 26 anschließt. Der erste Bodenbereich 24 und die Außenumfangswandung 26 bilden eine im Wesentlichen topfartige Konfiguration und können als integrale Bestandteile eines beispielsweise aus Kunststoffmaterial hergestellten ersten Gehäuseteils 28 des Einströmelements 22 sein.
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Ein beispielsweise ebenfalls aus Kunststoffmaterial aufgebautes zweites Gehäuseteil 30 des Einströmelements 22 umfasst eine bezüglich einer Längsmittenachse L des Einströmelements 22 radial innerhalb der Außenumfangswandung 26 und beispielsweise konzentrisch dazu angeordnete erste Innenumfangswandung 32 sowie einen an die erste Umfangswandung 32 anschließenden und beispielsweise integral damit ausgebildeten zweiten Bodenbereich 34. In seinem radial äußeren Bereich schließt der zweite Bodenbereich 34 an den vom ersten Bodenbereich 24 axial entfernt liegenden Endbereich der beispielsweise im Wesentlichen zylindrisch oder/und beispielsweise mit kreisartiger Konfiguration ausgebildeten Außenumfangswandung 26 an und kann mit dieser beispielsweise materialschlüssig verbunden sein.
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Der erste Bodenbereich 24 umfasst eine zur Längsmittenachse L vorzugsweise zentrisch angeordnete, beispielsweise scheibenartige und beispielsweise mit kreisartiger Konfiguration ausgebildete erste Bodenwandung 36. Die erste Bodenwandung 36 radial außen bezüglich der Längsmittenachse L umgebend ist eine Eintrittsöffnungsanordnung 38 mit einer Mehrzahl von in Umfangsrichtung um die Längsmittenachse L aufeinander folgend angeordneten Eintrittsöffnungen 40 ausgebildet. Diese Eintrittsöffnungen 40 können beispielsweise so ausgebildet sein, dass sie sich radial zwischen dem radial äußeren Endbereich der ersten Bodenwandung 36 und der Außenumfangswandung 26 erstrecken. Ferner kann an der ersten Bodenwandung 40 eine in Richtung zur ersten Innenumfangswandung 32 sich erstreckende zweite Innenumfangswandung 42 vorgesehen sein. Zwischen der zweiten Innenumfangswandung 42 und der Außenumfangswandung 26 erstrecken sich zwischen jeweils zwei in Umfangsrichtung aufeinander folgenden Einströmöffnungen 40 platten- oder schaufelartig ausgebildete Strömungsleitelemente 44. Man erkennt, dass in demjenigen axialen Bereich der Außenumfangswandung 26, in welchem die Strömungsleitelemente 44 sich erstrecken, die Wandungsstärke der Außenumfangswandung 26 in der Hauptströmungsrichtung H zunimmt, so dass eine entsprechende radiale Einschnürung der Einströmöffnungen 40 in Strömungsrichtung erzeugt wird.
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Die die Einströmöffnungen 40 in Umfangsrichtung voneinander trennenden und somit auch in Umfangsrichtung aufeinander folgend angeordneten Strömungsleitelemente 44 sind bezüglich der Haupteinströmrichtung H und in Umfangsrichtung angestellt, so dass ein stromaufwärtiger Endbereich 46 eines jeweiligen Strömungsleitelements 44 und ein stromabwärtiger Endbereich 48 desselben in Umfangsrichtung bezüglich einander versetzt liegen. Die in der Haupteinströmrichtung H heranströmende Luft wird somit durch Wechselwirkung mit den Strömungsleitelementen 44 in Umfangsrichtung abgelenkt. Dies hat zur Folge, dass bei der durch die Einströmöffnungen 40 einströmenden Luft eine Wirbelströmung erzeugt wird, wobei diese Wirbelströmung im Wesentlichen auf denjenigen radialen Bereich begrenzt ist, in welchem die Einströmöffnungen 40 positioniert sind, also ein im Wesentlichen schlauchartiges Strömungsvolumen entsteht. Um dabei eine um die Längsmittenachse L im Wesentlichen symmetrische Verwirbelung zu generieren, sind vorteilhafterweise alle Strömungsleitelemente 44 in der gleichen Richtung oder/und mit gleichem Ausmaß angestellt, also ihr jeweiliger stromaufwärtiger Endbereich 46 bezüglich des jeweiligen stromabwärtigen Endbereichs 48 in gleicher Richtung und in gleichem Ausmaß versetzt.
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Der Einströmöffnungsanordnung 38 axial gegenüberliegend ist ein zwischen der Außenumfangswandung 26 und der ersten Innenumfangswandung 32 radial und durch eine zweite Bodenwandung 50 des zweiten Bodenbereichs 34 axial begrenzter Raumbereich 52 vorgesehen. Die durch die Einströmöffnungen 40 als Wirbelströmung in den Innenbereich des ersten Gehäuseteils 28 gelangende Luftströmung tritt im Wesentlichen in diesen Raumbereich 52 ein. Dazu trägt auch die von der ersten Bodenwandung 36 sich in Richtung auf die erste Innenumfangswandung 32 zu erstreckende zweite Innenumfangswandung 42 bei. Ein direkter Hindurchtritt von einströmender Luft durch einen zwischen der ersten Innenumfangswandung 32 und dem ersten Bodenbereich 24, insbesondere der zweiten Innenumfangswandung 42 desselben, gebildeten ringspaltartigen Zwischenraum 54 wird im Wesentlichen nicht auftreten. Dies hat zur Folge, dass aufgrund der Wirbelströmung und der dabei entstehenden Fliehkraftwirkung in der durch die Einströmöffnungen 40 einströmenden Luft transportierte Partikel nach radial außen gegen die Innenumfangswandung 26 und axial in Richtung auf die zweite Bodenwandung 50 zu gefördert werden und sich somit im Raumbereich 52 absetzen werden. Die Luft kann dann weiter durch den Zwischenraum 54 in eine von der ersten Innenumfangswandung 52 umgebene und zur Eintrittsöffnung 18 des Luftströmungsschalldämpfers 14 offene Abströmöffnung 56 strömen, durch welche sie das Einströmelement 22 verlassen und in den Luftströmungsschalldämpfer 14 im Wesentlichen von Fremdkörpern befreit eintreten kann.
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Eine stabile Anbindung des Einströmelements 22 an den Luftströmungsschalldämpfer 14 kann beispielsweise durch Rastwirkung oder/und materialschlüssige Anbindung des zweiten Gehäuseteils 30 im Bereich des zweiten Bodenbereichs 34 bzw. der ersten Innenumfangswandung 32 an den von der Stirnwand 16 des Luftströmungsschalldämpfers 14 ausgehend sich erstreckenden Randbereich 20 erlangt werden. Insbesondere bei Einsatz einer Rastverbindung kann der Zusammenbau des Luftströmungsschalldämpfers 14 mit dem Einströmelement 22 leicht bewerkstelligt werden und insbesondere das Lufteinströmelement 22 zur Durchführung von Wartungs- oder Reparaturarbeiten entsprechend leicht von Luftströmungsschalldämpfer 14 entfernt werden.
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Es ist darauf hinzuweisen, dass bei dem vorangehend mit Bezug auf die 1 beschriebenen Aufbau eines Einströmelements verschiedenste Variationen vorgenommen werden können, ohne dass von dem Grundprinzip der Erzeugung einer Wirbelströmung in der durch den ersten Bodenbereich 24 einströmenden Luft abzuweichen. So könnte selbstverständlich die Außenumfangswandung mit beispielsweise ausgehend vom ersten Bodenbereich 24 sich erweiternder oder verjüngender Konfiguration ausgebildet sein. Eine entsprechende Formgebung kann auch bei der ersten Innenumfangswandung 32 bzw. der zweiten Innenumfangswandung 42 vorgesehen sein. Selbstverständlich muss das Einströmelement nicht mit der in 1 dargestellten im Wesentlichen kreisartigen Querschnittsgeometrie ausgebildet sein. Auch eine vieleckige Konfiguration, beispielsweise quadratische oder sechseckige Querschnittskonfiguration, kann vorgesehen sein.
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Besonders vorteilhaft ist bei dem erfindungsgemäßen Aufbau die Anordnung der in ringartiger Konfiguration vorgesehen Einströmöffnungen 40 derart, dass sie dem Raumbereich 52 zwischen der Außenumfangswandung 26 und der ersten Innenumfangswandung 32 axial gegenüberliegend und im Wesentlichen im gleichen radialen Bereich angeordnet sind. Es ist selbstverständlich, dass dies nicht zwingend bedeutet, dass der Raumbereich 52 und die Einströmöffnungsanordnung 38 exakt im selben radialen Bereich und mit exakt derselben Radialerstreckung ausgebildet sein müssen. Auch müssen die erste Innenumfangswandung 32 und die zweite Innenumfangswandung 42 nicht mit gleichem Außen- oder/und Innendurchmesser ausgebildet sein, wenngleich auch dies zur Erzeugung einer definierten Wirbelströmung bzw. zum Erzwingen des Eintritts der Luftströmung in den Raumbereich 52 vorteilhaft sein kann.
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Des Weiteren sei darauf hingewiesen, dass die Längsmittenachse L insbesondere bei Ausgestaltung des Einströmelements 26 mit der in 1 erkennbaren kreisartigen Konfiguration eine Symmetrieachse bilden kann. Da das Einströmelement 22 jedoch nicht notwendigerweise mit rotations- bzw. punktsymmetrischer Ausgestaltung bezüglich einer derartigen Achse ausgebildet sein muss, ist die Längsmittenachse L im Sinne der vorliegenden Erfindung als eine beispielsweise zum ersten Bodenbereich 24 orthogonal orientierte und eine Haupterstreckungsrichtung des Einströmelements 22 anzeigende fiktive Achse. Auch mit Bezug auf die Haupteinströmrichtung H sei ausgeführt, dass diese eine idealisierte Haupteinströmrichtung indiziert. Selbstverständlich schließt dies nicht aus, dass die von außen heranströmende Luft abhängig von der in der Umgebung des Einströmelements 22 bestehenden Konfiguration anderer Bauteile in einer von dieser idealisierten Einströmrichtung abweichenden Einströmrichtung heranströmt.
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Weiter ist darauf hinzuweisen, dass das vorangehend beschriebene Einströmelement 22 in besonders vorteilhafter Weise in Verbindung mit einem brennstoffbetriebenen Fahrzeugheizgerät eingesetzt werden kann, um eine Verunreinigung beispielsweise eines Verbrennungsluftfördergebläses oder des Brennerbereichs an sich zu vermeiden. Selbstverständlich kann ein derartiges Einströmelement auch in Verbindung mit anderen Luftströmungswegen eingesetzt werden, um den Weitertransport von in der einzuspeisenden Luft transportierten Partikeln oder Verunreinigungen zu unterbinden.
