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Stand der
Technik
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Die
Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Reinigung eines Gasstromes
gemäß der Hauptpatentanmeldung
Nr. 103 23 792.
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Die
in der Hauptanmeldung beschriebene Vorrichtung zur Reinigung eines
Gasstromes verfügt über ein
Gehäuse,
in welchem ein Filterelement und ein Vorabscheider angeordnet sind.
Der Vorabscheider entfernt gröbere
Verunreinigungen aus dem Gasstrom, bevor dieser dann auf das Filterelement
trifft. Dadurch wird das Filterelement mit einer geringeren Menge
an Verunreinigungen belastet, wodurch sich die Standzeit des Filterelementes
erhöht.
Da häufig der
Bauraum, insbesondere in Kraftfahrzeugen, beschränkt ist, können bekannte Systeme nicht
integriert werden.
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Aufgabe
der Erfindung ist es daher, eine alternative Vorrichtung zu schaffen,
welche an veränderte
Einbauräume
anpassbar ist. Diese Aufgabe wird durch die Merkmale des Patentanspruches
1 gelöst.
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Vorteile der
Erfindung
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Die
Vorrichtung zur Reinigung eines Gasstromes, insbesondere von Ansaugluft
einer Brennkraftmaschine in einem Kraftfahrzeug, verfügt über Bauteile
und Eigenschaften, wie sie in der Patentanmeldung Nr.: 103 23 792
beschrieben sind. In dem Gehäuse
ist das Filterelement und der Vorabscheider angeordnet. Über den
Einlass tritt das zu reinigende Gas in das Gehäuse ein und über den
Auslass wieder aus dem Gehäuse
aus. Das Filterelement ist derart angeordnet, dass eine Reinseite
dichtend von einer Rohseite getrennt ist. Die Rohseite ist korrespondierend
mit dem Einlass und die Reinseite korrespondierend mit dem Auslass
verbunden, wobei der Vorabscheider zwischen dem Einlass und dem
Filterelement angeordnet ist. Der Vorabscheider verfügt über Lamellen,
welche vorzugsweise parallel zueinander angeord net sind. Durch die
Lamellen ist der Gasstrom in seiner Strömungsrichtung umlenkbar. Der Vorabscheider
ist plattenförmig
ausgebildet und verfügt über einen
umlaufenden Rand. Unter der plattenförmigen Ausbildung des Vorabscheiders
dieser Patentanmeldung ist ein Gebilde zu verstehen, welches über eine überschneidungsfreie
Projektionsfläche verfügt. Diese
Projektionsfläche
kann eine beliebige Form aufweisen wie z.B. rechteckig, oval oder
dreieckig. Eine überschneidungsfreie
Projektionsfläche wird
insbesondere durch einen ebenen, keine Wendepunkte aufweisenden
Vorabscheider erzeugt. Aber auch gewölbte Vorabscheider, welche
maximal bis zu einem Halbkreis gebogen sein können, weisen eine überschneidungsfreie
Projektionsfläche
auf und sind somit auch Gegenstand dieser Patentanmeldung. Wellenförmig ausgestaltete
Vorabscheider, welche über
aneinandergesetzte, entgegengerichtete Wölbungen verfügen sind
ebenfalls unter einer plattenförmigen
Ausbildung zu verstehen. Der Vorabscheider ist winklig zu der Anströmrichtung
des Gasstromes angeordnet, wobei der Winkel zwischen der Anströmrichtung
und dem Vorabscheider maximal 180° beträgt. Vorzugsweise
ist ein Winkel zwischen 90° bis 180° zwischen
der Anströmrichtung
und dem Vorabscheider eingeschlossen. Der Vorabscheider ist beabstandet
zu dem ringförmig
geschlossen Filterelement angeordnet, wobei die Orientierung des
Vorabscheiders keine direkte Orientierung des Filterelementes bedingt.
Der Vorabscheider kann somit auch räumlich getrennt von dem Filterelement
angeordnet sein, wodurch er an der zur Vorreinigung des Gasstromes
günstigsten
Stelle in dem Gehäuse,
insbesondere im Einlassbereich, angeordnet sein kann. Die Reinseite
ist von dem Filterelement umschlossen. Unter einem ringförmig geschlossenem
Filterelement ist ein Filterelement zu verstehen, welches über zwei
Stirnseiten verfügt,
zwischen welchen sich das Filtermedium erstreckt. Das, durch das
Filtermedium umschlossene Volumen kann eine beliebige Gestalt aufweisen,
wie z.B. einen kreisförmigen
oder ovalen Zylinder, einen Kegelstumpf oder ein Prisma. Durch diese
Ausgestaltung kann die Vorrichtung an diverse Einbausituationen,
insbesondere an beengte Bauräume,
optimal angepasst werden.
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Gemäß einer
vorteilhaften Ausgestaltung ist der Vorabscheider derart in dem
Gehäuse
angeordnet, dass ein sich verjüngender
Anström-Keil
zwischen dem Vorabscheider und dem Gehäuse, bezogen auf die Anströmrichtung
des Gasstromes gebildet ist. Hierbei wird der zu reinigende Gasstrom gleichmäßig auf
alle Lamellen des Vorabscheiders verteilt, wodurch eine optimale
Vorabscheidung erzielt wird.
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Es
ist vorteilhaft, dass das Filterelement winklig zu dem Vorabscheider
angeordnet ist, wodurch die durch den Vorabscheider umgelenkte Gasströmung in
einem vorteilhaften Winkel auf das Filterelement trifft. Dieser
Winkel kann z.B. derart ausgelegt sein, dass die Gasströmung eine
erneute Richtungsänderung
beim Durchströmen
des Filtermediums erfährt.
Dadurch werden noch bessere Abscheideergebnisse erzielt. Alternativ
kann die Anordnung jedoch auch derart ausgelegt sein, dass die Strömungsrichtung
nach dem Durchtritt durch den Vorabscheider beibehalten wird, wodurch
der Druckverlust geringer ist.
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Gemäß einer
besonderen Ausgestaltung der Erfindung sind die Lamellen des Vorabscheiders
in ihrer Längsrichtung
im Rechten Winkel zu der Anströmrichtung
des zu reinigenden Gasstromes angeordnet. Dadurch ist keine Querströmung auf
den einzelnen Lamellen vorhanden und die Verunreinigungen können entsprechend
der wirksamen Schwer- und Strömungskräfte zu dem
Austrag gelangen.
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Bei
einer alternativen Ausgestaltung sind die Lamellen des Vorabscheiders
in ihrer Längsrichtung in
einem Winkel größer 90° zu der Anströmrichtung des
zu reinigenden Gasstromes angeordnet. Dadurch entsteht auf den Lamellen
eine Querströmung, welche
die abgeschiedenen Verunreinigungen in einem Bereich des Vorabscheiders
anhäuft,
bis z.B. die Verunreinigungen abtropfen oder abgleiten und durch
den Austrag aus dem Gehäuse
entfernt werden.
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Zeichnung
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Weitere
Einzelheiten der Erfindung werden in den Zeichnungen anhand von
schematischen Ausführungsbeispielen
beschrieben. Hierbei zeigt
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1 eine
Vorrichtung zur Reinigung eines Gasstromes im Teilschnitt,
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2 eine
schematische Orientierung der Lamellen und
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3 eine
alternative Orientierung der Lamellen.
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Die
Vorrichtung zur Reinigung eines Gasstromes gemäß 1 verfügt über ein
Gehäuse 10, in
welchem ein Einlass 11 und ein Auslass 12 angeordnet
ist. Der Einlass 11 mündet
in eine Rohseite 22. Auf dieser Rohseite 22 ist
ein Vorabscheider 14 angeordnet, welcher in einem Winkel
X von ca. 160°, bezogen
auf die Strömungsrichtung
des zu reinigenden Gasstromes, angeordnet ist. Dadurch ist ein sich verjüngender
Anström-Keil 40 zwischen
dem Gehäuse 10 und
dem Vorabscheider 14 gebildet. Dieser sich verjüngende Anström-Keil 40 wird
bei allen Anordnungen erreicht, bei welchen der Winkel X zwischen
90° und
180° beträgt. Der
Vorabscheider 14 verfügt über eine
Vielzahl an Lamellen 19, welche bei diesem Ausführungsbeispiel
leicht gebogen ausgeführt
sind. Selbstverständlich
können
die Lamellen 19 alle in der Hauptpatentanmeldung ausgeführten Formen
aufweisen. Der zu reinigende Gasstrom wird gemäß der Pfeilrichtung 26 durch
die Lamellen 19 des Vorabscheiders 14 umgelenkt,
wodurch sich, wie bereits in der Hauptpatentanmeldung beschrieben, die
gröberen
Verunreinigungen an dem Vorabscheider abscheiden. Der vorgereinigte
Gasstrom strömt zu
dem Filterelement 13, welches über ein zick-zackförmig gefaltetes,
ringförmig
geschlossenes Filtermedium 41 verfügt. Das Filtermedium 41 ist
an seinen Stirnseiten 42 dichtend mit Endscheiben 43, 44 verbunden.
Die erste Endscheibe 43 ist kreisförmig und die zweite Endscheibe 44 ist
kreisringförmig
ausgebildet. Die erste Endscheibe 43, welche für das zu reinigende
Gas undurchlässig
ist, umschließt
gemeinsam mit dem Filtermedium 41 eine Reinseite 23. Das
Filterelement 13 ist derart in dem Gehäuse 10 angeordnet,
dass der vorgereinigte Gasstrom senkrecht auf die erste Endscheibe 43 auftrifft,
wodurch eine erneute Richtungsänderung
der Gasströmung erforderlich
ist, bevor die Gasströmung
durch das Filtermedium 41 hindurch strömen kann. Die zweite Endscheibe 44 verfügt über eine mittig
angeordnete Aussparung 45, durch welche der gereinigte
Gasstrom aus der Reinseite 23 in Pfeilrichtung in den Auslass 12 strömen kann.
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Die
durch den Vorabscheider 14 aus dem Gasstrom entfernten
Verunreinigungen fallen durch die Schwerkraft auf den Gehäuseboden
und können so
durch den Austrag 16 bei geöffnetem Ventil 24 aus dem
Gehäuse 10 ausgetragen
werden.
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In 2 ist
eine schematische Orientierung der Lamellen 19 des Vorabscheiders 14 dargestellt. Hierbei
sind die Lamellen 19 in ihrer Längsorientierung im Rechten
Winkel zu der Gasströmung,
welche durch die Pfeile A dargestellt ist, angeordnet. Der Vorabscheider 14 ist,
wie in 1 dargestellt, winklig bezogen auf die Gasströmung angeordnet.
Die umliegenden Bauteile der Vorrichtung sind nicht dargestellt.
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In 3 ist
eine alternative schematische Orientierung der Lamellen 19 des
Vorabscheiders dargestellt, wobei wie in 2 die umliegenden
Bauteile nicht dargestellt sind. Hierbei sind die Lamellen 19 in
ihrer Längsorientierung
in einem Winkel Y größer 90° bezogen
auf die Gasströmung
A angeordnet. Der Winkel beträgt
bei diesem Ausführungsbeispiel ca.
110°, wobei
die Gasströmung
die Verunreinigungen entsprechend der Lamellenrichtung zum Rand 46 des
Vorabscheiders 14 schiebt.