DE10348940A1 - Filter device for ventilation system for passenger compartments of motor vehicles has thermal cleaning stage for fresh air flow provided before filter element and heats fresh air flow to average temperature of at least 200 degrees C - Google Patents
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Abstract
Description
Die Erfindung betrifft eine Filtervorrichtung für eine Belüftungsanlage für Fahrgastzellen von Kraftfahrzeugen mit einem zum Leiten eines Frischluftstroms ausgebildeten Frischluftkanal, wobei in den Frischluftkanal ein Filterelement integriert ist und der Frischluftkanal in die Fahrgastzelle mündet.The The invention relates to a filter device for a ventilation system for passenger compartments of motor vehicles with one for directing a fresh air flow trained fresh air duct, wherein in the fresh air duct a Filter element is integrated and the fresh air duct in the passenger compartment empties.
Es
ist bereits eine Filtervorrichtung, insbesondere für Belüftungs-,
Heizungs- oder Klimaanlagen von Kraftfahrzeugen, aus der
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Filtervorrichtung derart auszubilden und anzuordnen, dass ein kohlenwasserstofffreier Frischluftstrom zur Belüftung der Fahrgastzelle erzeugt wird, der während des Motorbetriebs ohne Regenerationsphasen kontinuierlich und unterbrechungsfrei strömt.Of the Invention is based on the object, a filter device such form and arrange that a hydrocarbon-free fresh air stream for ventilation the passenger compartment is generated during engine operation without Regeneration phases continuously and without interruption flows.
Gelöst wird die Aufgabe erfindungsgemäß dadurch, dass in Strömungsrichtung des Frischluftstroms vor dem Filterelement eine thermische Reinigungsstufe für den Frischluftstrom vorgesehen ist. Hierdurch wird erreicht, dass organische Komponenten und Partikel im Frischluftstrom oxidiert werden und sich die nachgeschalteten Filterelemente nicht frühzeitig durch Adsorption von Rußpartikeln, Pollen und Ähnlichem zusetzen oder durch ein aufwendiges Desorptionsverfahren gereinigt werden müssen. Dadurch werden die Inspektionsintervalle der Filterelemente verlängert und ein Durchbrechen der Filterelemente verhindert.Is solved the task according to the invention by that in the flow direction the fresh air flow in front of the filter element, a thermal cleaning stage for the Fresh air flow is provided. This ensures that organic Components and particles are oxidized in the fresh air stream and the downstream filter elements are not early by adsorption of soot particles, Pollen and the like add or cleaned by a complex desorption Need to become. As a result, the inspection intervals of the filter elements are extended and prevents breakage of the filter elements.
Hierzu ist es vorteilhaft, dass die thermische Reinigungsstufe den Frischluftstrom auf eine mittlere Temperatur von mindestens 200°C erhitzt. In diesem Temperaturbereich oxidieren beziehungsweise verbrennen die ersten organischen Verbindungen des Frischluftstroms in der thermischen Reinigungsstufe. Bei einer Temperatur von über 300°C oxidieren beim Vorhandensein katalytisch wirkender Stoffe nahezu alle organischen Verbindungen auf, so dass die Filterelemente wesentlich weniger belastet werden. Dadurch, dass größere Mengen an Adsorbat in den Filterelementen vermieden werden, besteht nicht die Gefahr, dass die Filterelemente beispielsweise beim Betätigen der Scheibenwischanlage durch Scheibenreinigungs- und Frostschutzmittel chemisch desorbiert werden und die organischen Verbindungen unkontrolliert in die Fahrgastzelle gelangen.For this it is advantageous that the thermal cleaning stage the fresh air flow heated to an average temperature of at least 200 ° C. In this temperature range oxidize or burn the first organic compounds the fresh air flow in the thermal cleaning stage. At a Temperature of over Oxidize 300 ° C. in the presence of catalytically active substances almost all organic Connections on, so the filter elements much less be charged. Due to the fact that larger amounts of adsorbate in the filter elements are avoided, there is no risk that the filter elements, for example, when operating the windshield wiper system chemically desorbed by window cleaning and antifreeze and the organic compounds uncontrolled in the passenger compartment reach.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass die thermische Reinigungsstufe als elektrisches Heizelement und/oder als Wärmetauscher ausgebildet ist, wobei die als Wärmetauscher ausgebildete thermische Reinigungsstufe einen Teil der Abwärme einer Brennkraftmaschine dem Frischluftstrom zuführt. Das elektrische Heizelement ist im Vergleich zum Wärmetauscher eine technisch einfachere Lösung, da es unabhängig von der Brennkraftmaschine als Wärmequelle an jeder beliebigen Stelle im Bereich der Frischluftzufuhr des Kraft fahrzeugs eingebaut werden kann. Zudem ist das elektrische Heizelement auch bei kalter Brennkraftmaschine funktionstüchtig.A additional possibility is according to a further development, that the thermal cleaning stage as an electric heating element and / or as a heat exchanger is formed, which as a heat exchanger trained thermal cleaning stage a part of the waste heat of a Internal combustion engine feeds the fresh air stream. The electric heating element is in comparison to the heat exchanger a technically simpler solution, as it is independent from the internal combustion engine as a heat source at any point in the area of the fresh air supply of the motor vehicle can be installed. In addition, the electric heating element is also functional with cold internal combustion engine.
Ein Wärmetauscher nimmt die Abwärme der Brennkraftmaschine beispielsweise über den Abgaskrümmer oder den Katalysator auf und gibt sie an den durchströmenden Frischluftstrom ab. Hierzu steht der Wärmetauscher in großflächigem Kontakt mit beispielsweise dem Abgaskrümmer und weist im Inneren Lamellen auf. Die Lamellen bilden eine große Wärmeübergangsfläche, an der der Frischluftstrom vorbeiströmt und sich aufheizt. Vorteilhafterweise wird der Wärmetauscher dergestalt ausgeführt, dass zur Geräuschoptimierung und zur schnellen Aufheizung des Katalysators beim Kaltstart ein üblicher luftspaltisolierter Abgaskrümmer mitverwendet werden kann.One heat exchangers takes the waste heat the internal combustion engine, for example via the exhaust manifold or the catalyst and releases it to the flowing fresh air stream. This is the heat exchanger in large area contact with, for example, the exhaust manifold and has lamellae inside. The lamellae form a large heat transfer surface the fresh air stream flows past and heats up. Advantageously the heat exchanger executed in this way, that for noise optimization and for rapid heating of the catalyst during cold start a conventional air gap insulated exhaust manifold can be used.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die thermische Reinigungsstufe einen Katalysatorkörper aufweist, der aus katalytischem Material gebildet ist oder mit katalytischem Material beschichtet ist. Dadurch wird erreicht, dass die zur Oxidation erforderliche Temperatur in der thermischen Reinigungsstufe reduziert werden kann. Das Katalysatormaterial weist hierzu eine spezielle oxidierende Wirkung auf.Further it is advantageous that the thermal cleaning stage comprises a catalyst body, the is formed of catalytic material or with catalytic material is coated. This ensures that the required for oxidation Temperature in the thermal cleaning stage can be reduced. The catalyst material has for this purpose a special oxidizing Effect on.
Gemäß einer bevorzugten Ausführungsform der erfindungsgemäßen Lösung ist schließlich vorgesehen, dass das elektrische Heizelement mit katalytischem Material beschichtet ist. Dadurch wird der Wirkungsgrad der thermischen Reinigungsstufe erhöht. Die Aufheizung des Frischluftstroms, getrennt vom Katalysator, würde zu einer Reduzierung der Reaktionstemperatur am Katalysator führen. Um diesen Nachteil zu umgehen, dient erfindungsgemäß der Katalysator als Wärmequelle. Die elektrischen Heizelemente lassen sich in Abhängigkeit des zu erhitzenden Massestroms an Frischluft oder in Abhängigkeit weiterer klimatechnischer Parameter einfach regeln.According to a preferred embodiment of the solution according to the invention, it is finally provided that the electrical heating element is coated with catalytic material. This increases the efficiency of the thermal cleaning stage. The heating of the fresh air stream, separated from the catalyst, would lead to a reduction of the reaction temperature at the catalyst. To avoid this disadvantage, is used according to the invention the catalyst as a heat source. The electrical heating elements can be easily controlled depending on the mass flow of fresh air to be heated or depending on further air conditioning parameters.
Vorteilhaft ist für die vorliegende Erfindung, dass das Filterelement einen Aktivkohle- und/oder einen Papierfilter und/oder einen Textilfilter aufweist. Der Papierfilter und/oder der Textilfilter ist dem Aktivkohlefilter vorgeschaltet. Dadurch wird die Lebensdauer des teuren Aktivkohlefilters erhöht. Der Papierfilter nimmt organische und anorganische Staubpartikel sowie Mikroorganismen auf. Der Aktivkohlefilter adsorbiert die nach der thermischen Reinigungsstufe noch vorhandenen organischen und/oder anorganischen Verbindungen, wie beispielsweise Stickstoffdioxid und Schwefeldioxid. Der Aktivkohlefilter kann ferner in einer vorteilhaften Ausführung mit einem Molekularsieb gekoppelt werden.Advantageous is for the present invention that the filter element is an activated carbon and / or having a paper filter and / or a textile filter. Of the Paper filter and / or the textile filter is the activated carbon filter upstream. This will increase the life of the expensive charcoal filter elevated. The paper filter absorbs organic and inorganic dust particles and microorganisms. The activated carbon filter adsorbs the after the thermal cleaning stage still existing organic and / or inorganic compounds such as nitrogen dioxide and sulfur dioxide. The activated carbon filter may further in an advantageous execution be coupled with a molecular sieve.
Im Zusammenhang mit der erfindungsgemäßen Ausbildung und Anordnung ist es von Vorteil, dass in Strömungsrichtung des Frischluftstroms vor der thermischen Reinigungsstufe ein Filterelement oder ein elektrostatischer Filter vorgesehen ist. Der als Vorfilter eingesetzte elektrostatische Filter ist nahezu wartungsfrei und filtert alle elektrostatisch aufladbaren Feststoffe. Dadurch werden die thermische Reinigungsstufe und die nachgeschalteten Filterelemente entlastet sowie deren Lebensdauer erhöht.in the Connection with the construction and arrangement according to the invention it is advantageous that in the flow direction the fresh air flow before the thermal cleaning stage, a filter element or an electrostatic filter is provided. The used as a pre-filter Electrostatic filter is virtually maintenance free and filters all electrostatically chargeable solids. This will be the thermal cleaning step and relieved the downstream filter elements and their life elevated.
Vorteilhaft ist es ferner, dass in Strömungsrichtung des Frischluftstroms nach der thermischen Reinigungsstufe und vor dem Filterelement ein Kühler vorgesehen ist. Um den stark erhitzten Frischluftstrom zumindest in einen Temperaturbereich unterhalb von 100°C abzukühlen, ist der Kühler mit Umgebungsluft gekühlt. Alternativ dazu ist der Kühler in den Kühlwasserkreislauf des Kraftfahrzeugs integriert. Der zur Vorkühlung eingesetzte Kühler und die damit erreichte Rückkühlung des Frischluftstroms ermöglichen es, den Frischluftstrom mit den bekannten Mitteln in seiner Temperatur und Feuchte weiter zu klimatisieren. Ein Frischluftstrom mit einer Temperatur von mehr als 200°C wäre über eine konventionelle Klimaanlage nur eingeschränkt klimatisierbar.Advantageous it is further that in the flow direction the fresh air flow after the thermal cleaning stage and before the filter element a cooler is provided. To the strongly heated fresh air stream at least to cool in a temperature range below 100 ° C, the cooler with Ambient air cooled. Alternatively, the cooler in the cooling water circuit integrated of the motor vehicle. The cooler used for pre-cooling and the re-cooling of the Allow fresh air flow it, the fresh air flow with the known means in its temperature and humidity to air condition. A fresh air stream with a Temperature of more than 200 ° C would be about one conventional air conditioning only limited air conditioning.
Außerdem ist es vorteilhaft, dass in Strömungsrichtung des Frischluftstroms nach dem Filterelement zumindest ein Kühlaggregat einer Klimaanlage vorgesehen ist. In Abhängigkeit der Kühlleistung des vorstehend beschriebenen Kühlers kann es notwendig sein, den Frischluftstrom zusätzlich über die Klimaanlage zu kühlen. Dies ist insbesondere dann der Fall, wenn das Kraftfahrzeug steht, also keine Fahrtwindkühlung möglich ist und seitens der Wasserkühlung nicht genügend Kühlleistung zur Verfügung steht.Besides that is it is advantageous that in the flow direction the fresh air flow after the filter element at least one cooling unit an air conditioner is provided. Depending on the cooling capacity of the previously described cooler It may be necessary to additionally cool the fresh air flow via the air conditioning system. This is especially the case when the motor vehicle is, so no air cooling possible is and part of the water cooling not enough cooling capacity to disposal stands.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die thermische Reinigungsstufe, das Filterelement, der Luftkühler und/oder sonstige Module der Filtervorrichtung einen Bypass aufweisen, der mit dem Frischluftkanal ganz oder teilweise in Durchflussverbindung schaltbar ist. Dadurch kann die Aufbereitung des Frischluftstroms in Abhängigkeit verschiedener individueller oder regelungstechnischer Parameter, z.B. an der thermischen Reinigungsstufe oder am Kühler, ganz oder teilweise vorbeigeführt werden. Dadurch wird z.B. der zur Kühlung notwendige, zusätzliche Energieaufwand nur bei wirklichem Bedarf in Anspruch genommen.Further it is advantageous that the thermal cleaning stage, the filter element, the air cooler and / or other modules of the filter device have a bypass, the with the fresh air duct in whole or in part in flow connection is switchable. This allows the treatment of the fresh air flow in dependence various individual or control parameters, e.g. at the thermal cleaning stage or at the radiator, all the way or partially bypassed become. This will e.g. the necessary for cooling, additional Energy used only when really needed.
Prinzipiell ist es vorteilhaft, dass das Filterelement desorptionsfähig ausgebildet ist, d. h. dass die aufgenommenen Schadstoffe unter bestimmten Voraussetzungen vom Filterelement wieder abgegeben werden. Dadurch wird erreicht, dass der Austauschbedarf reduziert ist. Langlebigkeit, Kostenersparnis und Komfort werden optimiert.in principle it is advantageous that the filter element is desorbed is, d. H. that the ingested pollutants under certain conditions be discharged from the filter element again. This will achieve that the replacement requirement is reduced. Longevity, cost savings and comfort are optimized.
Eine zusätzliche Möglichkeit ist gemäß einer Weiterbildung, dass die Aktivierung und/oder Deaktivierung des Bypasses anhand von Informationen oder Signalen von internen und/oder externen Systemen wie erfolgt. Solche Systeme sind beispielsweise Steuergeräte, Navigationssysteme, Innenraumluftsensoren oder externe Luftüberwachungssysteme.A additional possibility is according to a further development, that the activation and / or deactivation of the bypass based information or signals from internal and / or external systems as done. Such systems are, for example, control devices, navigation systems, Indoor air sensors or external air monitoring systems.
Es ist für eine exakte Steuerung des Filterelements vorteilhaft, dass zur Aktivierung und/oder Deaktivierung des Bypasses künstliche Intelligenz in Form eines elektronischen Rechners einsetzbar ist. Dadurch wird erreicht, dass beispielsweise neuronale Netze oder Fuzzylogik integriert werden kann.It is for an exact control of the filter element advantageous that for activation and / or deactivation of bypass artificial intelligence in the form an electronic computer can be used. This will achieve that, for example, neural networks or fuzzy logic are integrated can.
Ferner ist es vorteilhaft, dass die systematische Aktivierung und/oder Deaktivierung des Bypasses durch einen Fahrzeuginsassen manuell überstimmbar ist. Unabhängig von der automatischen Einstellung ist es dem Fahrzeuginsassen möglich, die automatische Einstellung manuell zu verändern.Further it is advantageous that the systematic activation and / or Deactivation of the bypass by a vehicle occupant manually overestimated is. Independently From the automatic setting, it is possible for the vehicle occupant, the to change the automatic setting manually.
Ferner ist es vorteilhaft, dass technische Daten über den Betriebszustand der Filtervorrichtung erfasst und über ein internes System an einen Fahrzeuginsassen und/oder an ein externes System übermittelbar ist. Dadurch sind die technisch relevanten Daten in einer Datenbank erfassbar. Die Datenbank ermöglicht einen Vergleich mit anderen Fahrzeugbetriebsdaten und Fahrzeugspositionsdaten. Diese lassen sich mit Zeitangaben fahrzeugintern und/oder fahrzeugextern speichern.Further it is advantageous that technical data on the operating state of Filter device detected and over an internal system to a vehicle occupant and / or an external System transferable is. As a result, the technically relevant data is in a database detectable. The database allows a comparison with other vehicle operating data and vehicle position data. These can be with time information in-vehicle and / or vehicle external to save.
Weitere Vorteile und Einzelheiten der Erfindung sind in den Patentansprüchen und in der Beschreibung erläutert und in der Figur dargestellt.Further Advantages and details of the invention are in the claims and explained in the description and shown in the figure.
Ein
Frischluftstrom
Der
Frischluftstrom
Die
zum Erhitzen notwendige Wärmeenergie wird
der thermischen Reinigungsstufe
Nach
dem Erhitzen des Frischluftstroms
Dieser
Reinigungsprozess kann im Bedarfsfall auch umgangen werden, um den
für die
Reinigung und Kühlung
notwendigen, zusätzlichen
Energieaufwand zu sparen. Hierzu ist ein Bypass
Nach
der thermischen Reinigung in der thermischen Reinigungsstufe
Je
nach Kühlleistung
des Kühlers
Nach
dem Kühlaggregat
In dieser Prinzipskizze sind der Übersichtlichkeit wegen keine Ventile, Regelklappen, Temperaturfühler und sonstige für die Klimatisierung notwendigen und bekannten Regel- und Steuerelemente dargestellt.In These schematic diagrams are for clarity because of no valves, dampers, temperature sensors and other for the air conditioning necessary and known control and control elements shown.
Claims (15)
Priority Applications (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
---|---|---|---|
DE2003148940 DE10348940A1 (en) | 2003-10-18 | 2003-10-18 | Filter device for ventilation system for passenger compartments of motor vehicles has thermal cleaning stage for fresh air flow provided before filter element and heats fresh air flow to average temperature of at least 200 degrees C |
Applications Claiming Priority (1)
Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
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DE2003148940 DE10348940A1 (en) | 2003-10-18 | 2003-10-18 | Filter device for ventilation system for passenger compartments of motor vehicles has thermal cleaning stage for fresh air flow provided before filter element and heats fresh air flow to average temperature of at least 200 degrees C |
Publications (1)
Publication Number | Publication Date |
---|---|
DE10348940A1 true DE10348940A1 (en) | 2005-05-19 |
Family
ID=34442160
Family Applications (1)
Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
---|---|---|---|
DE2003148940 Withdrawn DE10348940A1 (en) | 2003-10-18 | 2003-10-18 | Filter device for ventilation system for passenger compartments of motor vehicles has thermal cleaning stage for fresh air flow provided before filter element and heats fresh air flow to average temperature of at least 200 degrees C |
Country Status (1)
Country | Link |
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DE (1) | DE10348940A1 (en) |
Cited By (1)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
---|---|---|---|---|
EP2522371A1 (en) * | 2011-05-10 | 2012-11-14 | Steris Europe, Inc. Suomen Sivuliike | Method and device for sterilization of a fluid phase |
-
2003
- 2003-10-18 DE DE2003148940 patent/DE10348940A1/en not_active Withdrawn
Cited By (2)
Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
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EP2522371A1 (en) * | 2011-05-10 | 2012-11-14 | Steris Europe, Inc. Suomen Sivuliike | Method and device for sterilization of a fluid phase |
US10449264B2 (en) | 2011-05-10 | 2019-10-22 | Steris Europe, Inc. Suomen Sivuliike | Device for sterilization of a fluid phase |
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Legal Events
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8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLERCHRYSLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
|
8127 | New person/name/address of the applicant |
Owner name: DAIMLER AG, 70327 STUTTGART, DE |
|
8139 | Disposal/non-payment of the annual fee |