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Technisches Gebiet
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Die Erfindung betrifft einen Multizyklonabscheider eines Mehrstufen-Fluidfilters zur Reinigung von gasförmigem Fluid,
- - mit einer Mehrzahl von Zyklonzellen zum Abscheiden von Partikeln und/oder Flüssigkeit aus dem gasförmigen Fluid, wobei die Zyklonzellen jeweils einen Einlass für zu reinigendes gasförmiges Fluid, einen Auslass für das von Partikeln und Flüssigkeit befreite gasförmige Fluid und wenigstens ein Austragsfenster zum Austragen von abgeschiedenen Partikeln und Flüssigkeit aufweist,
- - mit wenigstens einem Ableitraum für abgeschiedene Partikel und Flüssigkeit, in den die Austragsfenster der Zyklonzellen münden,
- - und mit wenigstens einer Austragsöffnung, welche aus dem wenigstens einen Ableitraum herausführt.
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Ferner betrifft die Erfindung einen Mehrstufen-Fluidfilter zur Reinigung von gasförmigem Fluid, mit wenigstens einem Multizyklonabscheider, welcher wenigstens einem Hauptfilter zur Reinigung des gasförmigen Fluids vorgeschaltet ist, wobei der Multizyklonabscheider aufweist
- - eine Mehrzahl von Zyklonzellen zum Abscheiden von Partikeln und/oder Flüssigkeit aus dem gasförmigen Fluid, wobei die Zyklonzellen jeweils einen Einlass für zu reinigendes gasförmiges Fluid, einen Auslass für das von Partikeln und Flüssigkeit befreite gasförmige Fluid und wenigstens ein Austragsfenster zum Austragen von abgeschiedenen Partikeln und Flüssigkeit aufweist,
- - wenigstens einen Ableitraum für abgeschiedene Partikel und Flüssigkeit, in den die Austragsfenster der Zyklonzellen münden,
- - und wenigstens eine Austragsöffnung, welche aus dem wenigstens einen Ableitraum herausführt.
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Stand der Technik
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Aus der
WO 2016/113001 A1 ist ein Vorabscheidemodul bekannt, welches als Zyklonblock ausgebildet ist. In dem Zyklonblock ist eine Vielzahl einzelner Zyklonzellen in einem sogenannten Multizyklonblock strömungstechnisch parallel geschaltet. In den Zyklonblock vorabgeschiedener Staub oder Wasser wird durch einen Staubaustragsstutzen aus einem Vorabscheidergehäuse entfernt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Multizyklonabscheider und einen Mehrstufen-Fluidfilter der eingangs genannten Art zu gestalten, bei denen eine Abscheideeffizienz verbessert und/oder eine Standzeit des Multizyklonabscheiders verlängert werden kann.
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Offenbarung der Erfindung
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Die technische Aufgabe wird erfindungsgemäß bei dem Multizyklonabscheider dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Ableitraum zu der wenigstens einen Austragsöffnung hin trichterartig zuläuft.
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Durch den trichterartigen Zulauf des wenigstens einen Ableitraums können die abgeschiedenen Partikel, insbesondere Staub, und/oder Flüssigkeit, insbesondere Wasser oder Wassertröpfchen, zu der wenigstens einen Austragsöffnung hin geführt werden. So kann eine Austragseffizienz verbessert werden.
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Ferner kann so auf eine zusätzliche Absaugung der abgeschiedenen Partikel und/oder der Flüssigkeit verzichtet werden, wodurch der Gesamtaufwand, insbesondere der Bauteilaufwand und/oder Montageaufwand, des Multizyklonabscheiders verringert werden kann. Durch den Verzicht auf eine zusätzliche Absaugung kann ein Aufwand für entsprechende Verrohrungen zum Anschluss an die wenigstens eine Austragsöffnung verringert werden. Eine Austragung der abgeschiedenen Partikel und/oder der Flüssigkeit unter Verzicht auf eine zusätzliche Absaugung kann als „freie Austragung“ bezeichnet werden. So kann der Multizyklonabscheider als „frei austragender Multizyklonabscheider“ bezeichnet werden.
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Die abgeschiedenen Partikel und die abgeschiedene Flüssigkeit können mithilfe des trichterartigen Zulaufs mit oder ohne Absaugung schneller aus dem wenigstens einen Ableitraum abgeleitet werden. So können insgesamt größere Mengen an abgeschiedenen Partikeln und/oder abgeschiedene Flüssigkeit aus dem Multizyklonabscheider heraus befördert werden. Dadurch kann auch beim Betrieb des Mehrstufen-Fluidfilters in einer stark staub- und/oder feuchtigkeitsbelasteten Umgebung eine entsprechende hohe Durchflussmenge an gasförmigen Fluid ermöglicht werden.
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Vorteilhafterweise kann der Multizyklonabscheider in Verbindung mit einem Zweistufen-Kompaktfluidfilter verwendet werden. Der Zweistufen-Kompaktfluidfilter kann als erste Stufe den Multizyklonabscheider und als zweite Stufe einen Hauptfilter aufweisen. Eine Auslassseite des Multizyklonabscheiders kann mit einer Einlassseite des Hauptfilters verbunden sein. Auf diese Weise kann das mit dem Multizyklonabscheider vorgereinigte gasförmige Fluid zur Feinreinigung dem Hauptfilter zugeführt werden. Der Multizyklonabscheider wirkt dadurch als Vorabscheider in einer Vorabscheiderstufe.
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Der Hauptfilter kann vorteilhafterweise insbesondere ein prismaförmiges Hauptfilterelement aufweisen. Zusätzlich kann der Hauptfilter ein weiteres, insbesondere ein Sekundärfluidfilterelement, aufweisen. Das Sekundärfilterelement kann als Sicherheitselement dienen, um zu verhindern, dass etwa durchschlagende Partikel auf der Reinseite des Hauptfilters herausgelangen.
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Vorteilhafterweise kann der Multizyklonabscheider lösbar an einem Gehäuse des Hauptfilters des Mehrstufenfluidfilters befestigt sein. Auf diese Weise kann der Multizyklonabscheider insbesondere zu Wartungszwecken einfach und/oder schnell von dem Gehäuse des Hauptfilters getrennt werden. Hierzu können vorteilhafterweise Schnellverschlussmittel, insbesondere Spannverschlüsse, Schraubverschlüsse, Klemmverschlüsse, Rastverschlüsse, Steckverschlüsse oder dergleichen, vorgesehen sein.
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Vorteilhafterweise kann der Multizyklonabscheider als Zyklonblock ausgestaltet sein, welcher ein Gehäuse des Multizyklonabscheiders umfassen kann. In dem Gehäuse des Multizyklonabscheiders kann der wenigstens eine Abscheideraum angeordnet sein.
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Vorteilhafterweise kann jede Zyklonzelle ein Tauchrohr aufweisen, welches den Einlass für zu reinigendes Fluid und den Auslass für gereinigtes Fluid aufweist und an dem wenigstens ein Austragsfenster realisiert ist.
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Vorteilhafterweise kann der Zyklonblock auf der Austrittsseite eine sogenannte Tauchrohrplatte aufweisen. Die Tauchrohrplatte kann den wenigstens einen Abscheideraum auf der Austrittsseite begrenzen. Die Tauchrohrplatte kann eine Mehrzahl von Tauchrohröffnungen aufweisen, welche mit den jeweiligen Auslässen der Tauchrohre der Zyklonzellen fluchten. Die Tauchrohröffnungen und damit die Auslässe der Tauchrohre können mit einer Einlassseite des folgenden Hauptfilters verbunden sein.
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Die wenigstens eine Tauchrohrplatte kann vorteilhafterweise einstückig sein. Auf diese Weise können eine Herstellung und eine Montage vereinfacht werden.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Austragsfenster wenigstens einer Zyklonzelle in normaler Einbaurichtung des Multizyklonabscheiders nach räumlich unten zeigen. Auf diese Weise können abgeschiedene Partikel und Flüssigkeit einfach der Schwerkraft folgend nach unten sinken. Alternativ kann wenigstens ein Austragsfenster als Ringspalt realisiert sein, welcher sich umfangsmäßig an dem entsprechenden Tauchrohr erstrecken kann. Alternativ kann wenigstens ein Austragsfenster statt nach räumlich unten zeigend auch verdreht sein, sodass es nicht nach räumlich unten zeigt.
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Vorteilhafterweise kann der trichterartige Zulauf des wenigstens einen Ableitraums einen Trichterraum bilden. Der Trichterraum ist Teil des wenigstens einen Ableitraums und mündet in die wenigstens eine Austragsöffnung.
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Vorteilhafterweise kann der Mehrstufen-Fluidfilter, insbesondere der Multizyklonabscheider, länglich, insbesondere quaderförmig, ausgebildet sein. Auf diese Weise kann der Mehrstufen-Fluidfilter abhängig von dem zur Verfügung stehenden Einbauraum entsprechend räumlich orientiert angeordnet werden. Bei einer bevorzugten Orientierung kann der Mehrstufen-Fluidfilter mit seiner längeren Seite räumlich vertikal, also stehend, angeordnet sein. Bei einer anderen bevorzugten Orientierung kann der Mehrstufen-Fluidfilter mit seiner längeren Seite räumlich horizontal, also liegend, angeordnet sein.
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Der Mehrstufen-Fluidfilter kann auch in einer anderen räumlichen Orientierung angeordnet werden. In der stehenden Anordnung können mehr Zyklonzellen räumlich übereinander angeordnet sein als in der liegenden Anordnung. In der liegenden Anordnung können mehr Austragsöffnungen nebeneinander in einer räumlich unteren Seite des Multizyklonabscheiders angeordnet sein als in der stehenden Anordnung. In der liegenden Anordnung können mehrere Abscheidesegmente mit jeweiligen Ableiträumen nebeneinander angeordnet sein. So kann insgesamt bei jeder räumlichen Anordnung die jeweils beste Abscheideeffizienz erreicht werden.
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Vorteilhafterweise kann eine Drallrichtung der Zyklonzellen unterschiedlich sein. Bei der Verwendung von mehreren Ableiträumen können die Drallrichtungen der Zyklonzellen in den unterschiedlichen Ableiträumen unterschiedlich sein. Die Drallrichtungen können auch innerhalb eines Ableitraums variieren.
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Vorteilhafterweise kann der Mehrstufen-Fluidfilter ein Mehrstufen-Luftfilter sein. Der Luftfilter kann vorteilhafterweise Teil eines Luftansaugtrakts einer Brennkraftmaschine sein. Er kann zur Reinigung von Verbrennungsluft dienen, welche der Brennkraftmaschine zugeführt wird. Alternativ kann es sich bei dem Luftfilter auch um einen Innenraumfilter handeln.
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Die Erfindung kann bei Kraftfahrzeugen, insbesondere Personenkraftwagen, Lastkraftwagen, Bussen, landwirtschaftlichen und/oder Bau-Fahrzeugen, Bau-/Landmaschinen, Kompressoren, Industriemotoren oder sonstigen Geräten insbesondere mit Verbrennungsmotoren eingesetzt werden. Die Erfindung kann bei Land-, Wasser- und/oder Luftfahrzeugen Verwendung finden.
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Bei einer vorteilhaften Ausführungsform kann in dem wenigstens einen Ableitraum wenigstens eine Ableitfläche angeordnet sein, welche den trichterartigen Zulauf des wenigstens einen Ableitraums wenigstens mitbildet, zu der wenigstens einen Austragsöffnung führt und die gegenüber einer gedachten Austragsachse durch die wenigstens eine Austragsöffnung schräg verläuft. Mit der wenigstens einen Ableitfläche kann der trichterartige Zulauf einfach realisiert werden. An der wenigstens einen Ableitfläche können die abgeschiedenen Partikel und/oder die abgeschiedene Flüssigkeit besser zu der wenigstens einen Austragsöffnung geleitet werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann wenigstens eine den trichterartigen Zulauf des wenigstens einen Ableitraums wenigstens mit bildende Ableitfläche gegenüber einer gedachten Austragsachse durch die wenigstens eine Austragsöffnung um einen Winkel von maximal etwa 40°, insbesondere maximal etwa 45°, geneigt sein. Auf diese Weise können abgeschiedene Partikel und/oder Flüssigkeit unter einem entsprechend spitzen Winkel auf die wenigstens eine Ableitfläche treffen. So kann besser verhindert werden, dass abgeschiedene Partikel und/oder Flüssigkeit an der wenigstens einen Ableitfläche haften bleibt. Je steiler die wenigstens eine Ableitfläche angeordnet ist, umso geringer ist die Menge an Partikeln und/oder Flüssigkeit, die daran haften oder darauf liegen bleibt.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können auf bezüglich einer gedachten Austragsachse durch die wenigstens eine Austragsöffnung gegenüberliegenden Seiten schräg verlaufende Ableitflächen angeordnet sein. Auf diese Weise kann der trichterartige Zulauf zu der wenigstens einen Austragsöffnung einfacher realisiert werden.
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Vorteilhafterweise kann ein Öffnungswinkel zwischen den gegenüberliegenden Ableitflächen maximal etwa 90° betragen. Auf diese Weise kann die Gefahr verringert werden, dass abgeschiedene Partikel und/oder Flüssigkeit an den Ableitflächen liegen oder haften bleiben.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann in betriebsbereiter Anordnung des Multizyklonabscheiders die wenigstens eine Austragsöffnung räumlich unten angeordnet sein. Auf diese Weise können abgeschiedene Partikel und/oder Flüssigkeit der Schwerkraft folgend nach unten mit Unterstützung des trichterartigen Zulaufs zu der wenigstens einen Austragsöffnung gelangen und durch diese den Ableitraum verlassen.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Ableitraum wenigstens zwei Austragsöffnungen aufweisen. Auf diese Weise kann eine größere Menge an abgeschiedenen Partikeln und/oder abgeschiedener Flüssigkeit pro Zeiteinheit aus dem wenigstens einen Ableitraum ausgetragen werden.
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Vorteilhafterweise kann der wenigstens eine Ableitraum vor jeder Austragsöffnung einen etwa trichterartigen Zulaufbereich aufweisen. Auf diese Weise kann eine effizientere Ableitung von abgeschiedenen Partikel und/oder der abgeschiedener Flüssigkeit erfolgen.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann der Multizyklonabscheider wenigstens zwei Ableiträume jeweils mit wenigstens einer Austragsöffnung aufweisen. So kann ein Verhältnis eines Druckverlustes zu einer Abscheideeffizienz verbessert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann zwischen wenigstens zwei Ableiträumen wenigstens eine Trennwand angeordnet sein. Auf diese Weise kann eine gegenseitige Beeinflussung, insbesondere durch abgeschiedene Partikel und/oder Flüssigkeit, zwischen den Ableitungsräumen verringert werden. Mithilfe der Trennwand können die Ableiträume in Segmente unterteilt werden. Die Ableitungsräume mit den entsprechenden Zyklonzellen und entsprechenden Austragsöffnungen können jeweils als Abscheidesegment realisiert sein. Mit mehreren Abscheidesegmenten kann insgesamt eine Standzeit im Vergleich zu lediglich einem Abscheidesegment verlängert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform können wenigstens zwei Ableiträume in Richtung einer Strömungsachse des zu reinigenden gasförmigen Fluids durch den Multizyklonabscheider betrachtet nebeneinander oder übereinander angeordnet sein. Auf diese Weise können die Ableiträume parallel von dem gasförmigen Fluid durchströmt werden. Insgesamt kann so ein Gesamtstrom an Fluid durch den Multizyklonabscheider vergrößert werden.
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Bei einer weiteren vorteilhaften Ausführungsform kann die wenigstens eine Austragsöffnung außerhalb des wenigstens einen Ableitraums mit einem Austragsventil und/oder einem Austragsanschluss verbunden sein oder werden. Mit einem Austragsventil können abgeschiedene Partikel und/oder Flüssigkeit frei abgelassen werden, ohne dass Umgebungsluft in den Ableitraum gelangen kann.
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Vorteilhafterweise kann wenigstens ein Austragsventil als sogenanntes Schnabelventil ausgestaltet sein. Schnabelventile bilden einfache Rückschlagventile.
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Vorteilhafterweise kann das Austragsventil nach räumlich unten gerichtet sein. Auf diese Weise können abgeschiedene Partikel und/oder Flüssigkeit der Schwerkraft folgend nach unten durch das Austragsventil aus dem Ableitraum heraus gelangen.
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An einen Austragsanschluss kann eine entsprechende Leitung, insbesondere Absaugleitung, angeschlossen sein oder werden. Über die Leitung können die abgeschiedenen Partikel und/oder Flüssigkeit abgeleitet, insbesondere abgesaugt, werden. Um die Absaugung zu realisieren, kann über den Austragsabschluss ein entsprechender Unterdruck angelegt werden. Auf diese Weise kann eine Vorabscheideleistung des Multizyklonabscheiders vergrößert werden.
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Ferner wird die Aufgabe erfindungsgemäß bei dem Mehrstufen-Fluidfilter dadurch gelöst, dass der wenigstens eine Ableitraum des Multizyklonabscheiders zu der wenigstens einen Austragsöffnung hin trichterartig zuläuft.
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Im Übrigen gelten die im Zusammenhang mit dem erfindungsgemäßen Multizyklonabscheider und dem erfindungsgemäßen Mehrstufen-Fluidfilter und deren jeweiligen vorteilhaften Ausgestaltungen aufgezeigten Merkmale und Vorteile untereinander entsprechend und umgekehrt. Die einzelnen Merkmale und Vorteile können selbstverständlich untereinander kombiniert werden, wobei sich weitere vorteilhafte Wirkungen einstellen können, die über die Summe der Einzelwirkungen hinausgehen.
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Kurze Beschreibung der Zeichnungen
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Weitere Vorteile, Merkmale und Einzelheiten der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung näher erläutert werden. Der Fachmann wird die in der Zeichnung, der Beschreibung und den Ansprüchen in Kombination offenbarten Merkmale zweckmäßigerweise auch einzeln betrachten und zu sinnvollen weiteren Kombinationen zusammenfassen.
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Es zeigen schematisch:
- 1 eine isometrische Darstellung eines Zweistufen-Luftfilters einer Brennkraftmaschine in stehender Anordnung, mit einem Multizyklonabscheider gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel;
- 2 einen Längsschnitt des Luftfilters aus der 1;
- 3 einen ersten Teilschnitt des Luftfilters aus den 1 und 2;
- 4 einen zweiten Teilschnitt des Luftfilters aus den 1 bis 3;
- 5 den Multizyklonabscheider aus den 1 bis 4 ohne Tauchrohrplatte mit Blick auf die Auslassseite;
- 6 den Multizyklonabscheider aus den 1 bis 5 ohne Vorderwand mit Blick auf die Einlassseite;
- 7 eine isometrische Darstellung eines Zweistufen-Luftfilter in liegender Anordnung, mit einem Multizyklonabscheider gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel;
- 8 den Multizyklonabscheider aus der 7 ohne Tauchrohrplatte mit Blick auf die Auslassseite;
- 9 den Multizyklonabscheider aus den 7 und 8 ohne Vorderwand mit Blick auf die Einlassseite.
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In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
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Ausführungsform(en) der Erfindung
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In den 1 bis 4 ist ein Zweistufen-Luftfilter 10 gemäß einem ersten Ausführungsbeispiel in unterschiedlichen Perspektiven und Schnitten gezeigt. Der Luftfilter 10 kann beispielsweise in einem Luftansaugtrakt einer Bau- oder Landmaschine zur Reinigung von Luft eingesetzt werden.
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Der Luftfilter 10 umfasst einen Hauptfilter 12, dem ein Multizyklonabscheider 14 vorgeschaltet ist. Der Luftfilter 10 ist insgesamt als sogenannter Inline-Filter ausgestaltet. Entsprechend ist der Multizyklonabscheider 14 als so genannter Inline-Abscheider ausgestaltet. Eine Strömungsachse 16 der zu reinigenden Luft durch den Luftfilter 10 erstreckt sich durch den Multizyklonabscheider 14 und den Hauptfilter 12. Mit dem Multizyklonabscheider 14 wird die zu reinigende Luft grob von Partikeln und Flüssigkeit, beispielsweise Wasser oder Wassertröpfchen, befreit und anschließend dem Hauptfilter 12 zugeführt. Mit dem Hauptfilter 12 wird die von den Partikeln und Flüssigkeit befreite Luft filtriert.
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Der Multizyklonabscheider 14 ist als Zyklonblock ausgebildet. Der Multizyklonabscheider 14 ist insgesamt etwa quaderförmig. Der Luftfilter 10 und damit auch der Multizyklonabscheider 14 ist im normalen Einbauzustand, wie beispielsweise in der 1 gezeigt, stehend, mit seiner Längsrichtung räumlich vertikal, angeordnet.
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In dem Multizyklonabscheider 14 ist eine Vielzahl von an sich bekannten Zyklonzellen 18 strömungstechnisch parallel geschaltet. Jede Zyklonzelle 18 verfügt über ein kreiszylindrisches Tauchrohr 20 mit einem Einlass 22 für zu reinigende Luft und einem Auslass 24 für von Partikeln und Flüssigkeit befreite Luft.
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Der Einlass 22 und der Auslass 24 befinden sich bezüglich der jeweiligen Tauchrohrachse auf axial gegenüberliegenden Seiten. Die Einlässe 22 sind auf der Einlassseite 26 des Multizyklonabscheiders 14 angeordnet. Die Tauchrohrachsen der Tauchrohre 20 erstrecken sich parallel und parallel zur Strömungsachse 16.
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Ferner verfügt jede Zyklonzelle 12 über eine Leitschaufel 28, welche innerhalb des Tauchrohrs 20 angeordnet ist. Die Drallrichtungen der Leitschaufeln 28 können gleich oder unterschiedlich sein.
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Auf der dem Auslass 24 zugewandten Stirnseite verfügt jedes Tauchrohr 20 in seiner Umfangsseite über ein Auslassfenster 30 zum Austragen von abgeschiedenen Partikeln und Flüssigkeit. Das Auslassfenster 30 befindet sich beispielhaft an der in dem normalen Einbauzustand des Multizyklonabscheiders 14 räumlich unteren Umfangsseite des Tauchrohrs 20. Auf diese Weise können die abgeschiedenen Partikel und die Flüssigkeit das Tauchrohr 20 der Schwerkraft folgend nach unten verlassen.
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Die Tauchrohre 20 durchstoßen eine Vorderwand 32 des Multizyklonabscheiders 14, welche der Einlassseite 26 zugewandt ist. Auf der der Einlassseite 26 abgewandten Auslassseite 34 des Multizyklonabscheiders 14 ist eine Tauchrohrplatte 36, welche beispielsweise in der 3 gezeigt ist, lösbar angeordnet. Die Tauchrohrplatte 36 erstreckt sich über die gesamte Ausdehnung der Auslassseite 34. Sie weist eine Vielzahl von Tauchrohröffnungen 38 auf, welche mit den Tauchrohren 20, respektive der entsprechenden Auslässe 24, fluchten.
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Die Tauchrohrplatte 36, die Vorderwand 32 und eine Umfangswand 40 des Multizyklonabscheiders 14 begrenzen einen Ableitraum 42 für abgeschiedene Partikel und Flüssigkeit. Die Auslassfenster 30 der Zyklonzellen 18 sind zu dem Ableitraum 42 offen. Die Tauchrohrplatte 36, die Vorderwand 32 und die Umfangswand 40 bilden gewissermaßen ein Gehäuse des Multizyklonabscheiders 14.
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Aus der unteren Querseite der Umfangswand 40 führt eine Austragsöffnung 44 aus dem Ableitraum 42 heraus. An der Außenseite ist ein Austragsventil 46 in Form eines Schnabelventils an die Austragsöffnung 44 angeschlossen. Der Ableitraum 42 mit den Zyklonzellen 18 und der Austragsöffnung 44 mit dem Austragsventil 46 bilden ein Abscheidesegment 55 des Multizyklonabscheiders 14.
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Auf der der Austragsöffnung 44 zugewandten Seite befinden sich im Ableitraum 42 zwei Ableitflächen 50. Die Ableitflächen 50 sind bezüglich einer Austragsachse 48 durch die Austragsöffnung 44, respektive bezüglich einer gedachten Ebene mit der Austragsachse 48 und der Strömungsachse 16, auf gegenüberliegenden Seiten beispielhaft symmetrisch trichterartig angeordnet. Der Ableitraum 42 läuft zu der Austragsöffnung 44 hin trichterartig zu. Der Bereich des Ableitraums 42 mit dem trichterartigen Zulauf kann als Trichterraum bezeichnet werden.
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Die Ableitflächen 50 sind jeweils gegenüber der Austragsachse 48 um einen in der 6 bezeichneten Winkel 52 geneigt. Die Winkel 52 sind vorzugsweise jeweils kleiner als 45°. Die Darstellung in der 6 ist nicht winkeltreu. Insgesamt sind die beiden Ableitflächen 50 um einen Öffnungswinkel zueinander geneigt, der kleiner als 90° ist.
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In Strömungsrichtung 54 der zu reinigenden Luft durch den Multizyklonabscheider 14 betrachtet hinter der Auslassseite 34 schließt sich eine Hauptfilter-Einlassseite 64 des Hauptfilters 12 an. Der Hauptfilter 12 umfasst ein etwa quaderförmiges, öffenbares Filtergehäuse 56, in dem ein prismaförmiges Hauptfilterelement 58 und ein flaches Sekundärfilterelement 60 jeweils austauschbar angeordnet sind.
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Der Multizyklonabscheider 14 ist mittels Schnellverschlüssen 62 in Form von Schrauben abnehmbar an dem Filtergehäuse 56 befestigt. Die dem Multizyklonabscheider 14 zugewandte Seite des Filtergehäuses 56 ist flächig offen und bildet die Hauptfilter-Einlassseite 64.
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Auf der der Hauptfilter-Einlassseite 64 bezüglich der Strömungsachse 16 axial abgewandten Seite weist das Filtergehäuse 56 schräg unten einen Auslassstutzen 66 für gereinigte Luft auf.
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Beim Betrieb des Luftfilters 10 wird zu reinigende Luft durch die Einlässe 22 in die Tauchrohre 20 der Zyklonzelle 18 gesaugt und mithilfe der jeweiligen Leitschaufeln 28 in einen Drall versetzt. Dadurch werden in an sich bekannter Weise in der angesaugten Luft enthaltene grobe Partikel und Flüssigkeit an den Innenseiten der Tauchrohre 20 abgeschieden und gelangen durch die jeweiligen Auslassfenster 30 der Schwerkraft folgend in den Ableitraum 42.
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Die abgeschiedenen Partikel und die abgeschiedene Flüssigkeit sinken der Schwerkraft folgend in dem Ableitraum 42 nach unten und werden durch die trichterartige Anordnung der Ableitflächen 50 zu der Austragsöffnung 44 geführt. Die abgeschiedenen Partikel und die abgeschiedene Flüssigkeit verlassen den Ableitraum 42 durch das Austragsventil 46. Der Multizyklonabscheider 14 kann als „frei austragender Multizyklonabscheider“ bezeichnet werden, da zum Austragen der Partikel und der Flüssigkeit keine zusätzliche Absaugung an der Austragsöffnung 44 erforderlich ist.
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Die von groben Partikeln und Flüssigkeit befreite Luft verlässt die Tauchrohre 20 durch die jeweiligen Auslässe 24 und strömt der Hauptfilter-Einlassseite 64 des Hauptfilters 12 zu. Die vorgereinigte Luft durchströmt ein Filtermedium des Hauptfilterelements 58 und wird filtriert.
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Die filtrierte Luft verlässt das Hauptfilterelement 58 und durchströmt das Sekundärfilterelement 60, wo die Luft weiter von noch etwa vorhandenen Partikeln befreit wird. Die filtrierte Luft verlässt den Hauptfilter 12 durch den Auslassstutzen 66.
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In den 7 bis 9 ist der Zweistufen-Luftfilter 10 mit einem Multizyklonabscheider 14 gemäß einem zweiten Ausführungsbeispiel gezeigt. Diejenigen Elemente, die zu denen des ersten Ausführungsbeispiels aus den 1 bis 6 ähnlich sind, sind mit denselben Bezugszeichen versehen. Die Luftfilter 10 des ersten Ausführungsbeispiels und des zweiten Ausführungsbeispiels weisen den gleichen Hauptfilter 12 und unterschiedliche Multizyklonabscheider 14 auf, wobei die Verbindungsseiten der Multizyklonabscheider 14 der beiden Ausführungsbeispiele zu dem Filtergehäuse 56 hin identisch sind.
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Im Unterschied zum ersten Ausführungsbeispiel ist der gesamte Luftfilter 10 statt wie beim ersten Ausführungsbeispiel stehend, beim zweiten Ausführungsbeispiel liegend angeordnet. Das bedeutet, dass die Längsseiten des quaderförmigen Multizyklonabscheiders 14 und des Filtergehäuses 56 horizontal verlaufen.
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Der Multizyklonabscheider 14 gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel weist zwei Abscheidesegmente 55 auf. Die beiden Abscheidesegmente 55 sind in Richtung der Strömungsachse 16 betrachtet nebeneinander angeordnet. Jedes Abscheidesegment 55 weist eine Vielzahl von Zyklonzellen 18 und einen zu einer jeweiligen Austragsöffnung 44 trichterartig zulaufenden Ableitraum 42 auf. Die beiden Ableiträume 42 sind durch eine Trennwand 68 voneinander getrennt, welche beispielsweise in der 9 gezeigt ist. In der 8 ist die Trennwand 68 der besseren Übersichtlichkeit wegen nicht gezeigt. Die Austragsventile 46 der Abscheidesegmente 55 befinden sich räumlich unten an der Längsseite des Multizyklonabscheiders 14.
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Abhängig davon, ob der Luftfilter 10, wie bei dem ersten Ausführungsbeispiel stehend oder wie bei dem zweiten Ausführungsbeispiel liegend angeordnet werden soll, kann der entsprechende Multizyklonabscheider 14 gemäß dem ersten Ausführungsbeispiel oder gemäß dem zweiten Ausführungsbeispiel mit einem demselben Hauptfilter 12 kombiniert werden.
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ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
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Zitierte Patentliteratur
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