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Die Erfindung betrifft einen Abscheidebehälter für einen Staubsauger, insbesondere Zyklonabscheidestaubsauger, mit einem Abscheideraum und einem baulich davon getrennten Aufnahmeraum, wobei der Abscheideraum und der Aufnahmeraum durch eine Auswurföffnung strömungstechnisch miteinander verbunden sind.
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Derartige Abscheidebehälter sind aus dem Stand der Technik bekannt. Es handelt sich hierbei meist um ein Staubsaugerbauteil, welches die Funktionalität eines Abscheiders mit der Funktionalität eines Aufnahmebehälters für abgeschiedene Partikel vereint. Bei einem Abscheidebehälter im Sinne der Erfindung handelt es sich vorzugsweise um ein als Einheit handhabbares Bauteil. Allerdings kann der Abscheidebehälter auch zweigeteilt ausgebildet sein, wobei ein Aufnahmebehälter für abgeschiedene Partikel unabhängig von dem Abscheider eines Staubsaugers handhabbar ist.
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Der Abscheideraum eines gattungsgemäßen Abscheidebehälters weist einen Zuluftkanal und einen Abluftkanal auf. Abluftkanalseitig wird beispielsweise mit Hilfe eines Gebläses ein Unterdruck erzeugt, welcher dazu führt, dass durch den Zuluftkanal Luft angesaugt wird. Der Zuluftkanal ist beispielsweise mit einer Bodendüse eines Staubsaugers verbunden, so dass durch den Zuluftkanal aufzusammelnde Staubpartikel in den Abscheidebehälter gefördert werden. Der den Abscheideraum bereitstellende Abscheider ist oftmals als Zyklonabscheider ausgebildet. Hierbei ist vorgesehen, dass die durch den Zuluftkanal einströmende Luft entlang einer spiralförmigen Bahn beschleunigt wird, so dass in dem Luftstrom enthaltene Staubpartikel gegen die Wandung des Abscheideraums prallen und/oder bei Erreichen der Auswurföffnung infolge der Zentrifugalkraft in Richtung des Aufnahmeraums geschleudert werden. Die den Abscheidebehälter durchströmende Luft verlässt denselben anschließend durch den Abluftkanal.
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Die Herausforderung bei gattungsgemäßen Abscheidebehältern besteht nun darin, die in der Luft enthaltenen Staubpartikel vollständig abzuscheiden, im Aufnahmeraum zu sammeln und nach Möglichkeit nicht mit einer Rückströmung wieder in den Abscheideraum zu fördern. Das letztgenannte Problem tritt verstärkt bei Druckimpulsen auf, beispielsweise wenn die Bodendüse des Staubsaugers von einem ersten Bodentyp auf einen zweiten Bodentyp verfährt.
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Von diesem Stand der Technik ausgehend ist es die Aufgabe der vorliegenden Erfindung, die Abscheideleistung eines gattungsgemäßen Abscheidebehälters zu verbessern, insbesondere eine Rückströmung von bereits abgeschiedenen Partikeln in den Abscheideraum bei Druckimpulsen bzw. Strömungsänderungen zu verhindern.
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Zur Lösung schlägt die Erfindung vor, dass der Abscheideraum und der Aufnahmeraum zusätzlich durch einen Rückstrombereich strömungstechnisch miteinander verbunden sind, wobei im Rückstrombereich eine Vielzahl von Strömungsöffnungen angeordnet ist, deren Strömungsquerschnitt jeweils geringer ist als der Strömungsquerschnitt der Auswurföffnung.
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Erfindungsgemäß ist folglich vorgesehen, dass die Strömungsführung zwischen dem Aufnahmeraum und dem Abscheideraum anders als bei bekannten Abscheidebehältern realisiert wird. Bei aus dem Stand der Technik bekannten Abscheidebehältern ist eine strömungstechnische Verbindung zwischen dem Abscheideraum und dem Aufnahmeraum ausschließlich durch die Auswurföffnung vorgesehen. Im Unterschied dazu sieht die Erfindung eine zusätzliche strömungstechnische Verbindung vor, nämlich den Rückstrombereich. Der Rückstrombereich zeichnet sich dadurch aus, dass er über eine Vielzahl kleiner Strömungsöffnungen verfügt, welche insbesondere deutlich kleiner sind als die Auswurföffnung. Die Strömungsöffnungen können in einem regelmäßigen Muster angeordnet sein. Die Strömungsöffnungen im Rückstrombereich können durch Bohrungen ausgebildet sein. Der Rückstrombereich kann von der Auswurföffnung beabstandet sein.
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Der Rückstrombereich bewirkt, dass die Strömung innerhalb des Abscheidebehälters im Falle von Druckschwankungen besser kanalisiert werden kann. Kommt es beispielsweise zu einem plötzlichen Unterdruck im Zuluftkanal (Saugen auf einem Teppich), so kommt es zu einem Strömungsimpuls von dem Aufnahmeraum zurück in den Abscheideraum. Während diese Strömung bei den bekannten Abscheidebehältern ausschließlich durch die Auswurföffnung erfolgen kann, bietet der erfindungsgemäße Abscheidebehälter mit dem Rückstrombereich einen zusätzlichen Strömungsweg für zurückströmende Luft. Dies hat zur Folge, dass zusammen mit der dort als eine Art Filter wirkenden Anordnung von Strömungsöffnungen ein Rückströmen von Partikeln aus dem Aufnahmeraum in den Abscheideraum wirksam verhindert werden kann. Die erfindungsgemäße Ausgestaltung des Rückstrombereichs mit einer Vielzahl von Strömungsöffnungen führt insbesondere dazu, dass Partikel wie Tierhaare durch das Muster von Strömungsöffnungen daran gehindert werden, in den Abscheideraum zurückzuströmen und somit im Aufnahmeraum verbleiben.
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Der Rückstrombereich ist vorzugsweise an einer Stelle zwischen dem Aufnahmeraum und dem Abscheideraum angeordnet, welche bei bestimmungsgemäßem Betrieb des Staubsaugers nicht von durch den Zuluftkanal einströmender Luft umströmt wird. Es bietet sich beispielsweise an, den Rückstrombereich in Strömungsrichtung der Auswurföffnung nachzuschalten. Strömungsrichtung meint hierbei den Weg von durch den Zuluftkanal kommender, den Abscheider bestimmungsgemäß durchströmender Luft. Dieser Luftstrom wird vom Abscheideraum durch die Auswurföffnung nach außen in den Aufnahmeraum geführt, so dass ein in dieser Strömungsrichtung hinter der Auswurföffnung befindlicher Rückstrombereich hinsichtlich der Abscheideleistung keine Relevanz hat. Auf diese Weise kann mit dem erfindungsgemäßen Abscheidebehälter zumindest die gleiche Abscheideleistung wie mit bekannten Abscheidebehältern erreicht werden bei einer gleichzeitigen Verhinderung eines Rücktransports von Partikeln in den Abscheideraum bei Druckschwankungen.
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Der Rückstrombereich kann in einer den Abscheideraum vom Aufnahmeraum trennenden Wand ausgebildet sein. Es kann sich hierbei um die den Abscheider selbst bildende Seitenwand handeln, deren Innenoberfläche beim bestimmungsgemäßen Betrieb von der durch den Abscheidebehälter geführten Luft umströmt wird. Diese Ausbildung hat den Vorteil, dass für den Rückstrombereich keinerlei zusätzliche Bauteile erforderlich sind, sondern der Rückstrombereich vielmehr durch vergleichsweise moderate Eingriffe in die Konstruktion bei einem bekannten Abscheidebehälter vorgesehen werden kann.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist im Aufnahmeraum ein Filter angeordnet. Das Filter kann in Form eines Filterrahmens ausgebildet sein. Das Filter kann vom Abscheideraum ausgehend unterhalb des Rückstrombereichs angeordnet sein. Es kann insbesondere unmittelbar unterhalb des Rückstrombereichs angeordnet sein. Das Filter und die den Rückstrombereich bereitstellende Wand können fluiddicht aneinander anschließen, so dass den Rückstrombereich passierende Luft zwangsweise auch das Filter passieren muss. Das Filter, insbesondere der Filterrahmen kann auswechselbar im Abscheidebehälter angeordnet sein. Das Filter kann aus Kunststoff ausgebildet sein. Das Filter kann eine Maschenweite aufweisen, welche geringer ist als der Durchmesser der Strömungsöffnungen des Rückstrombereichs. Es hat sich herausgestellt, dass eine Maschenweite von 500 µm besonders geeignet ist. Das Filter kann auch vom Abscheideraum beabstandet im Aufnahmeraum angeordnet sein. Diese Variante ermöglicht, dass Partikel ungehindert vom Abscheideraum in den Aufnahmeraum gelangen können, diese Partikel im Falle einer Rückströmung jedoch das Filter passieren, dort hängenbleiben und somit nicht in den Abscheideraum zurückgelangen.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung ist im Aufnahmeraum eine Luftleiteinrichtung angeordnet. Diese Luftleiteinrichtung kann derart angeordnet sein, dass sich eine Luftströmung vom Abscheideraum in Richtung des Aufnahmeraums nicht oder nur unwesentlich behindert, in Rückstromrichtung jedoch für eine Ablenkung der Strömung weg von der Auswurföffnung sorgt. Die Luftleiteinrichtung kann als eine Art Widerhaken mit Bezug auf die Strömung dienen. Auf diese Weise lässt sich die Abscheideleistung des Abscheidebehälters noch weiter steigern und insbesondere eine Rückströmung von Partikeln in den Abscheideraum verhindern.
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Gemäß einer vorteilhaften Weiterbildung der Erfindung weist der Abscheideraum einen Zuluftkanal und einen Abluftkanal auf, wobei der Rückstrombereich unmittelbar den Aufnahmeraum mit dem Abluftkanal strömungstechnisch verbindet. Der Rückstrombereich stellt insbesondere eine Umgehung eines etwaig vorgesehenen Vorfilters zwischen dem Abscheideraum und dem Abluftkanal dar. Der Rückstrombereich an dieser Stelle ist besonders effektiv, da die beim Betrieb eines Staubsaugers üblicherweise auftretenden Druckschwankungen derart sind, dass der Druck im Abluftkanal immer am niedrigsten ist. Im Falle einer etwaigen Rückströmung wird die Luft somit primär durch den Rückstrombereich direkt in den Abluftkanal hinein gesaugt, wobei die Ausbildung des Rückstrombereichs mit seiner Vielzahl von Strömungsöffnungen dafür sorgt, dass keine Partikel vom Aufnahmeraum in den Abluftkanal gelangen. Insofern verbessert sich das Abscheideverhalten des Abscheidebehälters mit dieser Weiterbildung weiter, wobei insbesondere ein Zusetzen des Vorfilters deutlich reduziert werden kann.
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Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich auch anhand der nachfolgenden Figurenbeschreibung. Es zeigen:
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1 eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abscheidebehälters in geschnittener Perspektivansicht;
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2 die Ausführungsform gemäß 1 in teilgeschnittener Seitenansicht;
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3 die Ausführungsform gemäß 1 in geschnittener Frontalansicht;
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4 die Ausführungsform gemäß 1 in geschnittener Draufsicht;
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5 die Ausführungsform gemäß 1 in einer weiteren geschnittenen Perspektivansicht;
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6 eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abscheidebehälters; und
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7 eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abscheidebehälters in geschnittener Vorder- und Draufsicht.
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Die 1 bis 5 zeigen eine erste Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abscheidebehälters 1. Soweit nicht anders angegeben, wird dieser Abscheidebehälter 1 im Folgenden mit Bezug auf alle fünf Figuren beschrieben.
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Der Abscheidebehälter 1 verfügt über einen Zyklonabscheider, welcher einen Abscheideraum 2 bereitstellt. Der Abscheideraum 2 wird durch die Innenoberfläche einer äußeren Wand 7 und die Außenoberfläche eines koaxial im Abscheideraum 2 angeordneten Abluftkanals 9 begrenzt. Der Abscheider bzw. der Abscheideraum 2 weist eine Auswurföffnung 3 auf. Durch die Auswurföffnung 3 kann Luft vom Abscheideraum 2 in einen Aufnahmeraum 4 strömen. Der Aufnahmeraum 4 dient zum Sammeln von abgeschiedenen Partikeln. Der Abscheider bzw. der Abscheideraum 2 und der Aufnahmeraum 4 bilden zusammen den Abscheidebehälter 1 und insbesondere ein zusammenhängendes, als Einheit handhabbares Bauteil.
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Im Betrieb des Abscheidebehälters 1 ist vorgesehen, dass ein Gebläse eines Staubsaugers einen Unterdruck erzeugt. Der Abluftkanal 9 ist an diese Unterdruckquelle bzw. Drucksenke angeschlossen. Auf diese Weise wird durch den Abluftkanal 9 Luft aus dem Innern des Abscheidebehälters 1 eingesaugt. Diese Luft wird durch einen Zuluftkanal 8 in den Abscheidebehälter 1 eingesaugt. Der Zuluftkanal 8 ist strömungstechnisch beispielsweise mit der Bodendüse eines Staubsaugers verbunden.
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Der Zuluftkanal 8 schließt im Wesentlichen tangential an die Wand 7 des Abscheideraums 2 an. Auf diese Weise entsteht ein Zyklonwirbel, wobei die durch den Zuluftkanal 8 angesaugte Luft schraubenförmig und spiralförmig durch den Abscheideraum 2 in Richtung der Auswurföffnung 3 strömt. Durch eine Verjüngung des Abscheideraums 2 in Richtung der Auswurföffnung 3 und die wirkenden Zentrifugalkräfte bildet sich der Zyklonwirbel aus (in 3 als Strömungsrichtung 11 markiert). Die in der Luft mitgeführten Partikel werden dadurch an die Wand 7 gedrückt und schließlich über die Auswurföffnung 3 in den Aufnahmeraum 4 abgeschieden.
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Dieser Zyklonwirbel setzt sich nicht in den Aufnahmeraum 4 fort. Die Wirbelströmung kehrt vielmehr am Ende des Abscheideraums 2 um und bildet einen sogenannten Sekundärwirbel, welcher in den Abluftkanal 9 hineinströmt. Der Abluftkanal 9 kann über einen Vorfilter 14 verfügen. Die durch den Abluftkanal 9 abgeführte Luft kann zudem durch ein nicht dargestelltes nachgeschaltetes Feinfilter geleitet werden.
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Eine gewisse Restmenge an Luft strömt jedoch auch in den Aufnahmeraum 4 und muss folglich auch wieder aus dem Aufnahmeraum 4 ausströmen. Der Aufnahmeraum 4 ist somit nicht vollständig strömungsberuhigt, was aber durchaus gewünscht ist, da die Luftzirkulation im Aufnahmeraum 4 für eine Verteilung von insbesondere schwereren Staubpartikeln sorgt. Der Aufnahmeraum 4 kann bis auf die strömungstechnische Verbindung mit dem Abscheideraum 2 fluidtechnisch geschlossen ausgebildet sein.
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Anders als teils bei den aus dem Stand der Technik bekannten Abscheidebehältern weist der erfindungsgemäße Abscheidebehälter 1 einen sogenannten Rückstrombereich 5 auf. In diesem Rückstrombereich 5 ist eine Vielzahl von kleinen Strömungsöffnungen 6 vorgesehen. Jede dieser Strömungsöffnungen 6 hat einen deutlich kleineren Querschnitt als die Auswurföffnung 3. Der Rückstrombereich 5 bewirkt, dass durch die Auswurföffnung 3 in den Aufnahmeraum 4 einströmende Luft, denselben durch den Rückstrombereich 5 wieder verlassen kann. Der wesentliche Vorteil dieses Rückstrombereichs 5 besteht darin, dass etwaige von der durch den Aufnahmeraum 4 strömenden Luft transportierte Partikel, insbesondere Haare und dergleichen, durch das Muster von Strömungsöffnungen 6 davon abgehalten werden, zurück in den Abscheideraum 2 zu gelangen. Aufgrund der Struktur des Rückstrombereichs 5, welche auch als Lochstruktur bezeichnet werden kann, bleiben beispielsweise Fasern hängen und gelangen nicht mehr zurück in den Abscheideraum 2.
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Der Rückstrombereich 5 ist in Strömungsrichtung 11 der Auswurföffnung nachgeschaltet. Dies hat zum einen den Vorteil, dass das bestimmungsgemäße Abscheiden von Partikeln im Abscheideraum 2 durch den Rückstrombereich 5 nicht beeinträchtigt wird. Andererseits wird der Rückstrombereich 5 im Innern des Abscheideraums 2 von Luft umströmt, nachdem diese die Auswurföffnung 3 passiert hat. Diese Luftströmung erzeugt einen Unterdruck und somit einen gewissen Saugeffekt, so dass insgesamt eine gewünschte und bestimmungsgemäße Rückströmung von Luft ausschließlich durch den Rückstrombereich 5 unterstützt wird. Im Bereich der Auswurföffnung 3 hingegen „drückt“ die durch den Abscheideraum 2 strömende Luft vielmehr in Richtung des Aufnahmeraums 4. Im Ergebnis lässt sich durch den erfindungsgemäßen Rückstrombereich 5 daher mit verblüffend einfachen Mitteln eine deutlich verbesserte Strömungsführung und dadurch ein deutlich verbessertes Abscheideergebnis und ein gutes Unterbinden einer Rückströmung von Partikeln aus dem Aufnahmeraum 4 in den Abscheideraum 2 erreichen. Dies ist auch insofern von Vorteil, als in den Abscheideraum 2 zurückströmende Partikel das Vorfilter 14 schnell zusetzen und somit eine oftmalige Reinigung erforderlich machen würden. Die Betriebsdauer zwischen zwei Reinigungszyklen kann mit der erfindungsgemäßen Ausgestaltung deutlich verlängert werden.
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Die Ausführungsform gemäß den 1 bis 5 weist des Weiteren ein Filter 10 auf, welches allerdings nicht zwingend vorgesehen sein muss. Das Filter 10 ist vorliegend als ein Filterrahmen ausgeführt. Das Filter 10 ist direkt unter dem Rückstrombereich 5 angeordnet, so dass aus dem Aufnahmeraum 4 in den Abscheideraum 2 zurückströmende Luft sowohl das Filter 10 als auch der Rückstrombereich 5 passieren muss. Das Filter 10 ist vorliegend auswechselbar ausgebildet. Es handelt sich um ein Kunststoffbauteil. Es weist ein vorzugsweise aus Kunststoff gebildetes Gewebe mit einer Maschenweite von vorzugsweise 500 µm auf. Die Maschenweite des Kunststoffgewebes ist vorzugsweise kleiner als die Weite der Strömungsöffnungen 6. Auf diese Weise können durch das Filter 10 auch kleinere Partikel/Fasern zurückgehalten werden. Das Filter 10 kann insbesondere doppelwandig ausgebildet sein.
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Die in 3 eingezeichneten Pfeile symbolisieren den Strömungsweg innerhalb eines erfindungsgemäßen Abscheidebehälters 1. Aus dem Zyklonwirbel mit der Strömungsrichtung 11 resultiert bei Erreichen der Auswurföffnung 3 eine Luftströmung in den Aufnahmeraum 4. Dort erfolgt aufgrund des Rückstrombereichs 5 eine sehr definierte Strömungsführung. Die Luft wird entgegen des Uhrzeigersinns durch den Aufnahmeraum 4 geführt, passiert anschließend das gegebenenfalls vorgesehene Filter 10 und passiert anschließend als Rückströmung 12 den Rückstrombereich 5. Aufgrund des Zyklonwirbels innerhalb des Abscheideraums 2 wird diese Rückströmung 12 – wie bereits erläutert – durch Erzeugung eines Unterdrucks beim Überströmen des Rückstrombereichs 5 der Wand 7 unterstützt.
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6 offenbart eine zweite Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abscheidebehälters 13. Im Wesentlichen gilt das zuvor Ausgeführte und gleiche Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet. Die Besonderheit des Abscheidebehälters 13 besteht nun darin, dass der Rückstrombereich 5 ausschließlich oder zumindest auch unmittelbar zwischen dem Abluftkanal 9 und dem Aufnahmeraum 4 ausgebildet ist. Dies bedeutet, dass die zurückströmende Luft ohne den Zuluftkanal 8 erneut passieren zu müssen unmittelbar in den Abluftkanal 9 des Abscheideraums 2 hineingeführt wird. Die Strömungsführung funktioniert insbesondere deswegen, da der Unterdruck im Bereich des Abluftkanals 8 höher ist und somit eine Richtung der Strömung stattfindet. Besonders vorteilhaft ist es, wenn das Filter 10 vorgesehen ist. Hierdurch lassen sich wie zuvor bereits beschrieben auch feine Partikel zurückhalten. Dies ist vorliegend besonders ratsam, da die den Rückstrombereich 5 passierende Luft nicht durch das Vorfilter 14 geführt wird. Das Filtergewebe des Filters 10 kann schräg angeordnet sein, wie in 6 dargestellt. Auf diese Weise kann die Anströmfläche vergrößert werden und anhaftende Partikel können sich durch die Schwerkraft wieder von selbst von der Anströmfläche lösen.
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7 zeigt eine dritte Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Abscheidebehälters 15. Mit den ersten beiden Ausführungsformen gemeinsame Teile sind mit gleichen Bezugszeichen bezeichnet.
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Der Abscheidebehälter 15 zeichnet sich dadurch aus, dass er ergänzend zu dem Rückstrombereich 5 ein Filter 10 aufweist, welches von der Wand 7 des Abscheideraums 2 beabstandet angeordnet ist. Das Filter 10 ist zudem nicht unterhalb des Rückstrombereichs 5 angeordnet und/oder in strömungstechnischer Verbindung mit dem Rückstrombereich 5, sondern vielmehr unterhalb der Auswurföffnung 3 des Abscheideraums 2. Zusätzlich sind Luftleiteinrichtungen 16, 17 vorgesehen, welche eine bestimmungsgemäße Strömung in Strömungsrichtung 18 unterstützen.
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Das Filter 10 kann ebenfalls als Filterrahmen ausgebildet sein. Das Filter 10 kann auswechselbar im Aufnahmeraum 4 angeordnet sein. Das Funktionsprinzip des Filters 10 entspricht im Wesentlichen den ersten beiden Ausführungsformen, jedoch ist die Auswurföffnung 19 durch ein zusammen mit dem Filter 10 auswechselbares Bauteil gebildet. Gemäß dieser Variante wird ein sehr definiter und kompakter Auswurfbereich geschaffen, wobei durch das Filter 10 und die gezeigte Anordnung der Auswurföffnung 19 das Filter 10 als zusätzlicher Rückstrombereich verwendet werden kann.
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Bezugszeichenliste
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- 1
- Abscheidebehälter
- 2
- Abscheideraum
- 3
- Auswurföffnung
- 4
- Aufnahmeraum
- 5
- Rückstrombereich
- 6
- Strömungsöffnung
- 7
- Wand
- 8
- Zuluftkanal
- 9
- Abluftkanal
- 10
- Filter
- 11
- Strömungsrichtung
- 12
- Rückströmung
- 13
- Abscheidebehälter
- 14
- Vorfilter
- 15
- Abscheidebehälter
- 16
- Luftleiteinrichtung
- 17
- Luftleiteinrichtung
- 18
- Strömungsrichtung
- 19
- Auswurföffnung
