DE19650186A1 - Lufttrockner - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft einen Lufttrockner mit den Merkmalen des Oberbegriffs des Anspruchs 1.

Lufttrockner sind z. B. aus DE-OS 32 32 742, dort insbesondere aus Fig. 7, bekannt. Sie werden beispielsweise bei einer Druckluftbremsanlage eines Fahrzeugs verwendet, um schädliche Feuchtigkeit aus der der Bremsanlage zugeführten, aus der Atmosphäre angesaugten Luft zu entfernen. Die zu trocknende Luft wird dabei der Zuströmseite des Gehäuses zugeführt, wo sie durch die Eintrittsöffnungen in einen das Trocknungsmittel enthaltenden Innenraum eintritt, das Trocknungsmittel durchströmt, wobei ihr die Feuchtigkeit entzogen wird, und durch die Austrittsöffnungen das Gehäuse auf der Abströmseite wieder verläßt. Zur Regeneration des Trocknungsmittels wird in bestimmten Zeitabständen ein Rückblasvorgang durchgeführt, bei dem sich kurzzeitig die Strömungsrichtungen umkehren und mit hohem Druck getrocknete Luft, z. B. aus einem entsprechenden Speicher, den Lufttrockner durchströmt. Dabei wird das Trocknungsmittel regeneriert und die Rückblasluft in die Atmosphäre ausgestoßen.

Es hat sich herausgestellt, daß auf der Zuströmseite des Gehäuses, beispielsweise aufgrund Kondensation, Wassertröpfchen auftreten, die dann entweder direkt durch die Eintrittsöffnungen in den das Trocknungsmittel enthaltenden Innenraum des Gehäuses gelangen oder sich an der Zuströmseite des Gehäuses sammeln und dann durch die Eintrittsöffnungen zum Trocknungsmittel fließen. Die Leistungsfähigkeit des Lufttrockners bzw. die Trocknungsfähigkeit des darin enthaltenen Trocknungsmittels kann dadurch rasch und beträchtlich reduziert werden, wobei dann das Trocknungsmittel im allgemeinen nicht mehr durch einen einfachen Rückblasvorgang regenerierbar ist.

Aufgabe der Erfindung ist es, einen Lufttrockner der eingangs genannten Art so auszugestalten, daß eine durch Wassertröpfchen bedingte Reduzierung seiner Leistungsfähigkeit verringert wird.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß durch einen Lufttrockner mit den Merkmalen des Anspruchs 1 gelöst. Der größte Teil der sich durch Kondensation an den Kragen und an der Zuströmseite des Gehäuses ausbildenden oder bereits in der anströmenden Luft enthaltenen Wassertröpfchen sammelt sich auf der Zuströmseite des Gehäuses. Dabei ist der Lufttrockner vorzugsweise im wesentlichen aufrecht an der Bremsanlage montiert, d. h. die Kragen erheben sich bezüglich der Zuströmseite des Gehäuses nach oben. Bei stärkeren Luftströmungen sind auch andere Einbaulagen möglich, da dann die Schwerkraft von der Mitnahmewirkung der Strömung soweit überlagert sein kann.

Vom Topfboden aus können die Wassertröpfchen aufgrund der die Eintrittsöffnungen umfassenden Kragen nicht mehr durch die Eintrittsöffnungen in einen das Trocknungsmittel enthaltenden Innenraum des Gehäuses zum Trocknungsmittel gelangen. Das Wasser wird durch die Kragen um die Eintrittsöffnungen herumgeleitet und kann von der Zuströmseite abfließen. Bei einem zur Regeneration des Trocknungsmittels durchgeführten Rückblasvorgang wird zusammen mit der Rückblasluft auch das angesammelte Wasser in die Atmosphäre ausgestoßen. Aufgrund dieser Maßnahmen gelangen deutlich weniger Wassertröpfchen zum Trocknungsmittel, wodurch dessen Leistungsfähigkeit länger erhalten bleibt, höhere Trocknungsgrade erzielbar sind und ein üblicher Rückblasvorgang zur Regeneration des Trocknungsmittels ausreichend ist.

Bei einer bevorzugten Ausführungsform kann das Gehäuse ein Innentopf sein, der mit einen Ringspalt bildendem Abstand in einem Außentopf so angeordnet ist, daß sich zwischen einem die Zuströmseite bildenden Topfboden des Innentopfes und einem Topfboden des Außentopfes eine mit dem Ringspalt kommunizierende Kammer ausbildet. Diese Ausführungsform bewirkt eine seitliche Zuströmung auf die Kragen, so daß zum einen die Kondensation an den Außenflächen der Kragen verstärkt wird und zum anderen, für den Eintritt der Luft zum Trocknungsmittel, eine erneute Strömungsumlenkung erforderlich ist, die der Strömung kinetische Energie entzieht, was wiederum die Kondensation unterstützt.

Bei einer anderen Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lufttrockners können die mit Kragen versehenen Eintrittsöffnungen auf einem bezüglich der Längsachse des Innentopfes konzentrischen, kreisringförmigen Bereich des Topfbodens angeordnet sein, d. h. in der Mitte des Topfbodens befindet sich dann ein kreisförmiger Bereich von Eintrittsöffnungen, die nicht mit Kragen versehen sind. Zum einen bildet der mittlere Bereich ohnehin nur einen geringen Anteil der gesamten Fläche des Topfbodens, so daß der dort anfallende Teil an Wassertröpfchen deutlich niedriger ist. Zum anderen wird dieser mittlere Bereich bei speziellen Ausführungsformen zur Unterbringung von Verspannungsmitteln, z. B. einer Spiralfeder, zum Positionieren des Innentopfes gegenüber dem Außentopf benötigt. Dieser Bereich ist dann von dem kreisringförmigen Bereich baulich abgetrennt, so daß das sich dort gegebenenfalls ansammelnde Wasser nicht ohne weiteres in den Ringspalt abfließen kann und auch nicht durch einen üblichen Rücklasvorgang entfernbar ist. Folglich werden die Kragen in diesem Bereich weggelassen, so daß die dort anfallenden Wassertröpfchen in den Innenraum abfließen können.

Eine besonders vorteilhafte Ausgestaltung des Lufttrockners nach der Erfindung ergibt sich, wenn die Kragen der Eintrittsöffnungen des kreisringförmigen Bereichs jeweils die gleiche Höhe aufweisen, insbesondere kann dann ein auf den Kragen aufliegender, beispielsweise aus Vlies gebildeter Vorfilter in der Kammer angeordnet sein. Diese Ausgestaltung bewirkt eine zusätzliche Filterung kurz vor dem Eintritt der zu trocknenden Luft in den Innenraum des Innentopfes, wobei die sich bis dahin ausbildenden Wassertröpfchen schon von dem Vliesstoff des Vorfilters aufgenommen werden können. Da der Vorfilter auf den Kragen der Eintrittsöffnungen aufliegt, muß die zu trocknende Luft erst durch das Filtermaterial, bevor es durch die Eintrittsöffnungen zum Trocknungsmittel gelangen kann. Insgesamt wird dadurch das direkte Eindringen von Tröpfchen in den Innenraum des Innentopfes weitgehend vermieden. Der Vorfilter kann dabei, mit Ausnahme der sich zwischen den Kragen ausbildenden kanalartigen Zwischenräume, die ganze Kammer ausfüllen und sich teilweise sogar in den Ringspalt erstrecken.

Um den Strömungswiderstand deutlich zu reduzieren, aber möglichst ohne dabei auf die Vorteile durch den Vorfilter zu verzichten, kann in einer Weiterbildung des erfindungsgemaßen Lufttrockners jeder Kragen an seinem in die Kammer hineinragenden Ende mit einer Ausnehmung versehen sein. Eine solche Ausnehmung erstreckt sich dabei jedoch nicht bis zum Topfboden, damit gleichzeitig gewährleistet bleibt, daß die sich ansammelnde Flüssigkeit nicht in die Eintrittsöffnungen eindringen kann.

Bei einer anderen vorteilhaften Ausführungsform des Lufttrockners nach der Erfindung können die mit Kragen versehenen Eintrittsöffnungen in der Zuströmseite des Gehäuses bezüglich der Mitte der Zuströmseite auf konzentrischen Kreisen angeordnet sein. Dabei können die Eintrittsöffnungen kreisförmige Querschnitte unterschiedlicher Größe aufweisen, wobei vorzugsweise die jeweils einem Kreis zugeordneten Eintrittsöffnungen gleich große Querschnitte aufweisen. Insbesondere kann dann mit zunehmendem Kreisdurchmesser der Querschnitt der jeweils zu einem Kreis zugehörigen Eintrittsöffnungen abnehmen. Mit Hilfe dieser Maßnahmen lassen sich die Öffnungen an die herrschenden Strömungsbedingungen anpassen, um so eine verbesserte, insbesondere gleichmäßigere Durchströmung des Lufttrockners zu erzielen. Dabei wird für den Innentopf noch ausreichend Stabilität für die auftretenden hohen Drücke gewährleistet.

Wenn die zu trocknende Luft mit einer Geschwindigkeit in die Kammer eintritt, die bezüglich dem Topfboden eine tangentiale Komponente aufweist, kann vorteilhafterweise der Kragen jeder Eintrittsöffnung mit dem Kragen der nächstliegenden, einen kleineren Abstand von der Mitte der Zuströmseite aufweisenden Eintrittsöffnung durch einen Steg verbunden sein, der dieselbe Höhe wie die Kragen aufweist. Diese Stegverbindungen bilden somit im wesentlichen radial verlaufende Strömungshindernisse, die verzögernd auf die Tangentialkomponente der Anströmgeschwindigkeit einwirken. Dabei kann das Ausscheiden von Wassertröpfchen aufgrund der starken Strömungsumlenkung verstärkt werden mit der Folge, daß die zu trocknende Luft schon bei ihrem Eintritt in den Innenraum des Innentopfes weniger Feuchtigkeitsgehalt aufweist.

Damit die sich auf der Zuströmseite des Gehäuses, zwischen den Kragen sammelnde Flüssigkeit leichter abfließt, kann die Zuströmseite des Gehäuses so ausgebildet sein, daß sie sich nach außen wölbt.

Im folgenden wird der erfindungsgemäße Lufttrockner anhand eines Ausführungsbeispieles und unter Bezugnahme auf die Zeichnungen näher erläutert. Es zeigen, jeweils schematisch,

Fig. 1a eine Seitenansicht auf einen Teil eines Innentopfes eines Lufttrockners nach der Erfindung,

Fig. 1b eine Ansicht im Längsschnitt auf einen Teil eines Lufttrockners nach der Erfindung und

Fig. 2 eine Draufsicht auf einen Topfboden eines Innentopfes eines erfindungsgemäßen Lufttrockners.

Entsprechend der Fig. 1a und 1b weist eine bevorzugte Ausführungsform des erfindungsgemäßen Lufttrockners einen Außentopf 10 auf, in dem unter Abstand ein als Innentopf 12 ausgeführtes Gehäuse so angeordnet ist, daß sich ein Ringspalt 14 ausbildet. Die zylindrischen Töpfe 10 und 12 stehen entsprechend den Fig. 1a und 1b auf dem Kopf. Der Außentopf 10 ist durch einen im wesentlichen nach außen, in den Fig. 1a und 1b nach oben gewölbten Topfboden 16 verschlossen. Zwischen dem Topfboden 16 des Außentopfes 10 und einer in ähnlicher Weise konvex gewölbten als Topfboden 18 ausgeführten Zuströmseite des Innentopfes 12 ist eine Kammer 20 ausgebildet, die mit dem Ringspalt 14 kommuniziert.

Im Topfboden 18 des Innentopfes 12 ist konzentrisch zur Längsachse der Töpfe 10 und 12 eine kreisförmige Vertiefung 22 vorgesehen, in der sich eine Spiralfeder 24 abstützt, die in der Kammer 20 am Topfboden 16 des Außentopfes 10 anliegt, wodurch beide Töpfe 10 und 12 zueinander positioniert werden. Die gegenüberliegenden Enden der Töpfe 10 und 12 sind in der Darstellung des Ausführungsbeispiels weggelassen. Dort befinden sich auf der Abströmseite des Innentopfes 12 Austrittsöffnungen für die getrocknete Luft, außerdem können übliche Befestigungsmittel angeordnet sein, mit denen der Lufttrockner z. B. im wesentlichen aufrecht, entsprechend den Fig. 1a und 1b, an einer Druckluftbremsanlage eines Fahrzeugs montiert ist.

Damit die von dem Ringspalt 14 herkommende, in die Kammer 20 einströmende, zu trocknende Luft die Kammer 20 wieder verlassen kann, sind im Topfboden 18 des Innentopfes 12 Eintrittsöffnungen 28 vorgesehen, die die Kammer 20 mit einem Innenraum 30 des Innentopfes 12 verbinden. Im Innenraum 30 ist im Ausführungsbeispiel ein granulatartiges, nur teilweise dargestelltes Trocknungsmittel 32 untergebracht. Auf der dem Innenraum 30 zugewandten Seite des Topfbodens 18 ist eine luftdurchlässige Matte 26 beispielsweise aus Vlies angeordnet, damit das Trocknungsmittel 32 nicht durch die Eintrittsöffnungen 28 in die Kammer 20 gelangen kann.

Die Eintrittsöffnungen 28 sind in einem zwischen dem Ringspalt 14 und der Spiralfeder 24 ausgebildeten kreisringförmigen Bereich 48 jeweils von einem in die Kammer 30 hineinragenden Kragen 34 umfaßt oder eingefaßt. Auf den Kragen 34, die alle etwa die gleiche Höhe aufweisen, ist ein Vorfilter 36 angeordnet, das ebenfalls aus einer Vliesmatte bestehen kann und die Kammer 30 oberhalb der Kragen 34 bis zum Topfboden 16 des Außentopfes 10 ausfüllt. Dabei ist zum einen im Vorfilter 36 eine zentrische Durchgangsöffnung für die Spiralfeder 24 vorgesehen und zum anderen kann sich der Vorfilter 36 sogar noch teilweise in den Ringspalt 14 hineinerstrecken. Bei einer anderen, nicht gezeigten, Ausgestaltung des erfindungsgemäßen Lufttrockners ist im Öffnungsbereich jedes Kragens 34 eine nicht bis zum Topfboden 18 reichende Ausnehmung oder Aussparung vorgesehen, wodurch der Strömungswiderstand reduziert wird, da nicht die gesamte Luftströmung den Vorfilter 36 durchdringen muß.

Entsprechend Fig. 2 weisen die Eintrittsöffnungen 28 und somit auch die zugehörigen Kragen 34 im kreisringförmigen Bereich 48 kreisförmige Querschnitte auf, während Eintrittsöffnungen 38 in einem kreisförmigen Bereich 50 innerhalb der Spiralfeder 24 andere Querschnitte, insbesondere Rechteck- und Dreieck-Querschnitte, aufweisen. Die Eintrittsöffnungen 28 mit kreisförmigem Querschnitt sind im dargestellten Ausführungsbeispiel auf vier bezüglich der Längsachse des Innentopfes 12 konzentrischen Kreisen 40a bis 40d angeordnet, wobei die Durchmesser der Eintrittsöffnungen 28 auf jedem einzelnen Kreis 40 gleich groß sind, jedoch vom innersten Kreis 40a zum äußersten Kreis 40d kleiner werden.

Die Kragen 34 der Eintrittsöffnungen 28 des äußersten Kreis 40d sind jeweils über einen Steg 42 mit dem dazu nächstliegenden Kragen 34 des nächst kleineren Kreises 40c verbunden. In derselben Weise sind die Kragen 34 der Kreise 40c und 40b jeweils durch einen Steg 42 mit einem Kragen 34 des nächsten Kreises 40b bzw. 40a verbunden. Jeder Steg 42 schließt am Topfboden 18 des Innentopfes 12 dicht ab und erstreckt sich entsprechend Fig. 1a bis zu einer Höhe, die auch die durch ihn verbundenen Kragen 34 aufweisen. Aufgrund der größeren Anzahl von Eintrittsöffnungen 28 auf einem weiter außen liegenden Kreis, z. B. Kreis 40c, sind einige der Kragen 34, die auf dem benachbarten Kreis 40b mit kleinerem Durchmesser angeordnet sind, mit zwei nebeneinanderliegenden Kragen 34 des äußeren Kreises 40c verbunden.

Die zu den Eintrittsöffnungen 28 des Kreises 40a mit dem kleinsten Durchmesser zugehörigen Kragen 34 sind entsprechend Fig. 2 jeweils über einen der Stege 42 mit einer kreisförmigen Schürze 44 verbunden, die die Vertiefung 22 der Spiralfeder 24 umfaßt und den kreisförmigen Bereich 50 mit den eckigen Eintrittsöffnungen 38 vom kreisringförmigen Bereich 48 mit den kreisförmigen Eintrittsöffnungen 28 abtrennt. Um die Durchströmung der Schürze 44 mit Luft zu verbessern, sind darin, entsprechend Fig. 1a, Ausnehmungen 46 vorgesehen.

Sämtliche Stege 42 sind dabei so zwischen den Kragen 34 angeordnet, daß sich bezüglich der Längsachse des Innentopfes 12 eine im wesentlichen radiale Ausrichtung der Stege 42 ergibt, Fig. 2. Auf diese Weise wird eine, oben beschriebene, mit tangentialer Komponente ankommende Luftströmung effektiv abgebremst und umgelenkt, wodurch die Ausscheidung von Wassertröpfchen unterstützt wird. Auch bieten die Kragen 34 und Stege 42 zusätzliche, im wesentlichen senkrecht angeströmte Oberflächen, an denen Feuchtigkeit aus der Zuströmung kondensieren kann.

Die Wassertröpfchen können sich zunächst an den Außenseiten der Kragen 34 sammeln, von wo aus sie zum Topfboden 18 fließen, oder auch direkt am Topfboden 18 sammeln. Wenn sich eine fließfähige Wassermenge am Topfboden 18 angesammelt hat, wird diese aufgrund des sich zwischen den Stegen 42 zusammen mit den Kragen 34 ausgebildeten Kanalsystems auf kürzestem Weg dem Ringspalt 14 zugeleitet. Dabei wird diese gezielte Leitung der Flüssigkeit durch die in die Kammer 20 hineingewölbte Form des Topfbodens 18 unterstützt. Während eines Rückblasvorganges zur Regeneration des Trocknungsmittels 32 wird die Flüssigkeit, die sich am Topfboden 18, an den Kragen 34 und im Ringspalt 14 befindet, von der starken Strömung mitgenommen und in die Atmosphäre ausgestoßen.

In dem kreisförmigen Bereich 50 innerhalb der Spiralfeder 24 weist im wiedergegebenen Ausführungsbeispiel der Topfboden 18 des Innentopfes 12 eine größere Dicke als im angrenzenden kreisringförmigen Bereich 48 auf, wobei die zugehörigen Eintrittsöffnungen 38 nicht durch Kragen eingefaßt sind. Auf diese Weise kann sich kein Wasser in diesem Bereich 50 des Topfbodens 18 ansammeln, es fließt daher in der bisher üblichen Weise in den Innenraum 30. Würde man auch hier Kanäle und Kragen vorsehen, würde sich das Wasser in der Vertiefung 22 sammeln, woraus es mittels gewöhnlicher Rückblasvorgänge nur schwer wieder entfernbar wäre.

Claims (13)

1. Lufttrockner, insbesondere für Druckluftbremsanlagen von Fahrzeugen, mit einem ein Trocknungsmittel (32) enthaltenden Gehäuse (12), das in einer Zuströmseite (18) Eintrittsöffnungen (28, 38) für zu trocknende Luft und in einer Abströmseite Austrittsöffnungen für getrocknete Luft enthält, dadurch gekennzeichnet, daß wenigstens ein Teil der Eintrittsöffnungen (28) jeweils einen die Eintrittsöffnung (28) umfassenden, vom Gehäuse (12) nach außen abstehenden Kragen (34) aufweist, wobei die Kragen (34) benachbarter Eintrittsöffnungen (28) seitlichen Abstand zueinander aufweisen.

2. Lufttrockner nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß das Gehäuse ein Innentopf (12) ist, der mit einen Ringspalt (14) bildendem Abstand in einem Außentopf (10) so angeordnet ist, daß sich zwischen einem die Zuströmseite bildenden Topfboden (18) des Innentopfes (12) und einem Topfboden (16) des Außentopfes (10) eine mit dem Ringspalt (14) kommunizierende Kammer (20) ausbildet.

3. Lufttrockner nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Kragen (34) versehenen Eintrittsöffnungen (28) auf einem bezüglich der Längsachse des Innentopfes (12) konzentrischen, kreisringförmigen Bereich (48) des Topfbodens (18) angeordnet sind.

4. Lufttrockner nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß die Kragen (34) der Eintrittsöffnungen (28) des kreisringförmigen Bereichs (48) die gleiche Höhe aufweisen.

5. Lufttrockner nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß in der Kammer (20) ein auf den Kragen (34) aufliegender Vorfilter (36) angeordnet ist.

6. Lufttrockner nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß jeder Kragen (34) an seinem in die Kammer (20) hineinragenden Ende mit einer Ausnehmung versehen ist, die sich nicht bis zum Topfboden (18) erstreckt.

7. Lufttrockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Kragen (34) versehenen Eintrittsöffnungen (28) in der Zuströmseite (18) des Gehäuses (12) bezüglich der Mitte der Zuströmseite (18) auf konzentrischen Kreisen (40) angeordnet sind.

8. Lufttrockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Kragen (34) versehenen Eintrittsöffnungen (28) kreisförmigen Querschnitt aufweisen.

9. Lufttrockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die mit Kragen (34) versehenen Eintrittsöffnungen (28) unterschiedlich große Querschnitte aufweisen.

10. Lufttrockner nach den Ansprüchen 7 und 9, dadurch gekennzeichnet, daß die jeweils einem Kreis (40) zugeordneten Eintrittsöffnungen (28) gleich großen Querschnitt aufweisen.

11. Lufttrockner nach Anspruch 10, dadurch gekennzeichnet, daß mit zunehmendem Durchmesser der durch die Anordnung der Eintrittsöffnungen (28) gebildeten Kreise (40) die Querschnitte der jeweils zugehörigen Eintrittsöffnungen (28) abnehmen.

12. Lufttrockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Kragen (34) jeder Eintrittsöffnung (28) mit dem Kragen (34) der nächstliegenden, einen kleineren Abstand von der Mitte der Zuströmseite (18) aufweisenden Eintrittsöffnung (28) durch einen Steg (42) verbunden ist, der dieselbe Höhe wie die Kragen (34) aufweist.

13. Lufttrockner nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß die Zuströmseite (18) des Gehäuses (12) nach außen gewölbt ist.