DE19728569A1 - Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage mit integriertem Luftfilter, insbesondere für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlagen, vor allem für Kraftfahrzeuge, und zwar insbesondere die Mittel zur Filterung der in derarti­ gen Anlagen zirkulierenden Luft.

Die vorliegende Erfindung betrifft im einzelnen Hei­ zungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlagen, die eine Zu­ leitung umfassen, die an einer vorgegebenen Stelle einen Filter enthält, der mit Gasadsorptionsmitteln versehen ist, durch die Frischluft hindurchströmen kann, die aus einem vorgelagerten Teil der Zuleitung kommt, und die gefilterte Frischluft in Höhe eines nachgelagerten Teils der Zuleitung abgeben kann. Die­ ser nachgelagerte Teil enthält einen Auslaß, zu dem der Zugang durch eine erste Klappe kontrolliert wird, die eine geöffnete und geschlossene Position einneh­ men kann, um der Anlage gefilterte Frischluft zuzu­ führen oder nicht.

Die derzeitigen Anlagen, deren Filter bestimmte Gas­ arten durch Adsorption auffängt, erfordern Mittel für den Zugang zum Filter, um ihn auszuwechseln, wenn er mit den durch ihn ausgefilterten Gasen gesättigt ist.

Aufgrund der Platzverhältnisse im Motorraum der der­ zeitigen Kraftfahrzeuge sind diese Zugangsmittel schwer zu erreichen, was zu einem beträchtlichen An­ stieg der Kosten für die Auswechslung des Adsorpti­ onsfilters beiträgt. Darüber hinaus kann der Benutzer den Sättigungszustand des Adsorptionsfilters seines Fahrzeugs nur ab dem Zeitpunkt feststellen, zu dem er bemerkt, daß die von ihm eingeatmete Luft übelrie­ chend ist. Dies hat eine Belästigung für die Benutzer zur Folge, die noch verstärkt werden kann, wenn das Fahrzeug klimatisiert ist, insofern die benutzte Luft, zumindest zu einem großen Teil, aus dem Fahr­ zeuginnenraum stammt.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Hei­ zungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage bereitzustel­ len, bei der die vorgenannten Nachteile nicht gegeben sind.

Dazu schlägt die Erfindung eine Anlage der eingangs genannten Art vor, bei der die folgenden Teile vorge­ sehen sind:

• - Heizmittel, deren Aufgabe darin besteht, den Filter zu erwärmen, um die darin adsorbierten Gase zu desor­ bieren,
• - eine Ableitung, die an den nachgelagerten Teil der Zuleitung angeschlossen ist und deren Zugang durch eine zweite Klappe kontrolliert wird, die eine geöff­ nete und eine geschlossene Position einnehmen kann, um die Abführung der desorbierten Gase aus dem nach­ gelagerten Teil heraus zu ermöglichen, und
• - Steuerungsmittel, die die ersten und zweiten Klap­ pen in jeweils entgegengesetzte Positionen, entweder geschlossen bzw. geöffnet oder geöffnet bzw. ge­ schlossen, bringen und die Erwärmung des Filters nur unter der Bedingung freigeben können, daß die ersten und zweiten Klappen geschlossen bzw. geöffnet sind.

Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Zugangsmittel für die Auswechslung des Filters vorzusehen, da diesem die Gase entzogen werden können, die er zuvor adsor­ biert hat, wenn er einer Erwärmung unterzogen wird.

Eine solche Anlage kann nach zwei Hauptbetriebsarten betrieben werden:

• - nach einer ersten Betriebsart, in der die Steue­ rungsmittel ein Betätigungsorgan umfassen, das am Ar­ maturenbrett des Fahrzeugs angeordnet ist und durch einen Benutzer in eine von zwei Positionen gebracht werden kann, entsprechend seinem Wunsch, eine Desorp­ tion der Gase durchzuführen oder eine solche Desorp­ tion zu verhindern (diese Betriebsart kann als "manuelle Betriebsart" bezeichnet werden), und
• - nach einer zweiten Betriebsart, in der die Steue­ rungsmittel elektronische. Mittel umfassen, die einer­ seits in der Lage sind, die ersten und zweiten Klap­ pen periodisch während einer ersten Dauer in ihre Positionen geschlossen bzw. geöffnet zu bringen, um sie anschließend nach dem Ablauf jeder ersten Dauer in ihre Positionen geöffnet bzw. geschlossen zu brin­ gen, und andererseits die Erwärmung des Filters nur während einer zweiten Dauer freizugeben, die (im wei­ teren Sinne) in der besagten ersten Dauer enthalten ist (diese Betriebsart kann als "Automatikbetrieb" bezeichnet werden).

In der manuellen Betriebsart entscheidet der Benutzer über die Ausführung der Desorption der Gase, während beim Automatikbetrieb die Steuerungsmittel diese Desorption automatisch und gegebenenfalls periodisch veranlassen, ohne daß der Benutzer dazu eingreifen muß.

In einer ersten Ausführungsart der erfindungsgemäßen Vorrichtung handelt es sich bei den Heizmitteln um elektrische Widerstände, deren Stromversorgung durch die Steuerungsmittel gesteuert wird und die am Filter angebracht sind, um seine Erwärmung durch Wärmelei­ tung zu bewirken.

In einer zweiten Ausführungsart der Erfindung umfas­ sen die Heizmittel eine Einlaßleitung, deren Zugang durch eine durch die Steuerungsmittel gesteuerte dritte Klappe kontrolliert wird und die einerseits an eine Auspuffleitung, in der zumindest ein Teil der durch den Fahrzeugmotor erzeugten heißen Abgase zir­ kuliert, und andererseits an die Zuleitung, in ihrem vorgelagerten Teil oder an der vorgegebenen Stelle angeschlossen ist, an der der Filter eingebaut ist, wobei die dritte Klappe in eine geöffnete Position gebracht wird, wenn die erste und die zweite Klappe geschlossen bzw. geöffnet sind, und in eine geschlos­ sene Position, wenn die erste und die zweite Klappe geöffnet bzw. geschlossen sind.

In dieser zweiten Ausführungsart wird ein Teil der vom Motor kommenden Abgase, die Temperaturen über 200°C aufweisen, benutzt, um die kontrollierte Desorption der im Filter aufgefangenen Gase herbeizu­ führen.

In einer ersten Variante dieser zweiten Ausführungs­ art enthält der Filter Kanäle mit Einlässen, die an eine Hilfsöffnung angeschlossen werden können, die in die Wand, die die Zuleitung begrenzt, an der vorgege­ benen Stelle eingearbeitet ist, und mit Auslässen, die in den nachgelagerten Teil dieser Zuleitung mün­ den. Im übrigen ist die Einlaßleitung hier an die Hilfsöffnung der Zuleitung angeschlossen, wobei sie mit den Einlässen der Kanäle in Verbindung steht, so daß die Abgase im Innern des Filters zirkulieren, oh­ ne mit den besagten Adsorptionsmitteln in Berührung zu kommen, und in den nachgelagerten Teil der Zulei­ tung einströmen können, um durch die Ableitung abge­ führt zu werden.

In einer zweiten Variante der ersten Ausführungsart enthält der Filter Kanäle mit Einlässen und Ausläs­ sen, die an eine erste bzw. eine zweite Hilfsöffnung angeschlossen werden können, die in die Wand, die die Zuleitung begrenzt, in zwei getrennten Bereichen der vorgegebenen Stelle eingearbeitet sind. Im übrigen ist die Einlaßleitung an die erste Hilfsöffnung der Zuleitung angeschlossen, wobei sie mit den Einlässen der Kanäle in Verbindung steht, während die Heizmit­ tel außerdem eine Auslaßleitung umfassen, die an die zweite Hilfsöffnung der Zuleitung angeschlossen ist und mit den Auslässen der Kanäle in Verbindung steht, so daß die Abgase im Innern des Filters zirkulieren, ohne mit den Adsorptionsmitteln in Berührung zu kom­ men, und durch die Auslaßleitung abgeleitet werden können.

In dieser zweiten Variante gehen die Abgase nur durch die Anlage in Höhe ihres Filters hindurch, ohne daß es dabei zum geringsten Kontakt zwischen der in die­ ser Anlage zirkulierenden Luft und den Abgasen kommt.

Ebenfalls in dieser zweiten Variante ist der Auslaß­ kanal vorzugsweise an die Auspuffleitung, hinter der Anschlußstelle des Einlaßkanals, angeschlossen. Da­ durch kann verhindert werden, daß die zur Erwärmung des Filters benutzten Abgase ohne vorherige Aufberei­ tung durch den Auspufftopf an die Außenluft abgegeben werden.

Die Ableitung mündet vorzugsweise vor der Verbren­ nungskammer des Motors. Dadurch können die durch den erwärmten Filter desorbierten Gase verbrannt und dem­ zufolge vernichtet werden.

Der Adsorptionsfilter kann eine Mehrzahl von Elemen­ ten umfassen, die, in etwa parallel, auf Abstand zu­ einander gehalten werden und die jeweils zumindest die Adsorptionsmittel tragen.

Wenn die Anlage nach der ersten und zweiten Variante der zweiten Ausführungsart gestaltet ist, besteht je­ des Element vorzugsweise aus einer Wand in allgemein zylindrischer Form mit länglichem Querschnitt, die mit einer Innenfläche, die eine innere Aufnahme be­ grenzt, die die Kanäle aufnehmen kann, und mit einer Außenfläche versehen ist, die die Gasadsorptionsmit­ tel umfaßt, und die Enden besitzt, die durch einen ersten und einen zweiten Sammelkasten gehalten wer­ den, die in etwa parallel zueinander und in etwa senkrecht zu den besagten Elementen verlaufen.

In beiden Fällen ist es vorteilhaft, daß die Sammel­ kästen dicht gekapselt sind und jeweils einen Einlaß­ stutzen und einen Auslaßstutzen umfassen, die mit der ersten bzw. der zweiten Hilfsöffnung verbunden werden können, wobei die Einlässe und Auslässe der Kanäle in den ersten bzw. zweiten Sammelkasten münden. Die Ab­ gase können daher vom Einlaßstutzen zum Auslaßstutzen strömen.

Ebenfalls in beiden Fällen können die Kanäle vorteil­ hafterweise durch Trennwände begrenzt werden, die in der inneren Aufnahme des Elements angeordnet sind.

Nach einem anderen Merkmal der Erfindung kann der Filter erste und zweite Unterteile enthalten, die durch die Heizmittel erwärmt werden können und zum vorgelagerten bzw. zum nachgelagerten Teil der Zulei­ tung ausgerichtet sind, wobei sie die Gasadsorptions­ mittel bzw. Katalysemittel tragen, die im Falle einer Erwärmung die aus den Adsorptionsmitteln stammenden Gase zumindest teilweise vernichten können.

Wenn der Filter in Form einer Mehrzahl von Elementen ausgeführt ist, kann natürlich jedes Element in einen ersten und einen zweiten Unterteil unterteilt sein.

In der nachstehend als Beispiel angeführten Beschrei­ bung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug ge­ nommen. Darin zeigen im einzelnen:

Fig. 1 eine schematische Veranschaulichung einer erfindungsgemäßen Anlage in einer ersten Ausführungs­ art;

Fig. 2A und 2B eine schematische Veranschau­ lichung einer erfindungsgemäßen Anlage in einer er­ sten Variante einer zweiten Ausführungsart und eine vergrößerte Teilansicht dieser Anlage;

Fig. 3A und 3B eine schematische Veranschau­ lichung einer erfindungsgemäßen Anlage in einer zwei­ ten Variante einer zweiten Ausführungsart und eine vergrößerte Teilansicht dieser Anlage; und

Fig. 4A und 4B eine schematische Veranschau­ lichung eines erfindungsgemäßen Filters bzw. eine Teilansicht dieses Filters.

Es wird zunächst auf Fig. 1 Bezug genommen, um eine erste Ausführungsart einer erfindungsgemäßen Hei­ zungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage zu beschrei­ ben. Der Einfachheit halber wird im folgenden davon ausgegangen, daß es sich bei der Anlage um eine Kli­ maanlage handelt.

Die Klimaanlage 1 enthält vor allem eine Zuleitung 2, die sich in einen vorgelagerten Teil 3 mit einem Ein­ laß, durch den die von außen und/oder aus dem Fahr­ zeuginnenraum kommende Frischluft einströmt, und ei­ nen nachgelagerten Teil 5 mit einem Auslaß 6 unter­ teilen läßt, dessen Zugang durch eine erste Klappe 7 kontrolliert wird.

Zwischen dem vorgelagerten Teil 3 und dem nachgelagerten Teil 5 ist an einer vorgegebenen Stelle ein Filter 8 vorgesehen, dessen Aufgabe darin besteht, durch Ad­ sorption bestimmte Gase aufzufangen, die in der Frischluft enthalten sind, die in den vorgelagerten Teil 3 eindringt.

Wenn die erste Klappe 7 in einer geöffneten Position angeordnet ist, kann die gefilterte Frischluft 5, die sich im nachgelagerten Teil befindet, in den Rest der Klimaanlage einströmen (der in den Figuren durch strichpunktierte Linien angedeutet wird), um aufbe­ reitet (entweder erwärmt oder gekühlt) zu werden. Da sich die Erfindung nicht auf die Elemente bezieht, die zu dem Teil der Anlage gehören, der für die Auf­ bereitung der gefilterten Frischluft bestimmt ist, sollen diese Elemente hier nicht eingehender be­ schrieben werden.

Der Adsorptionsfilter 8 kann einteilig ausgeführt, mit durchgehenden Löchern versehen und an seinen Au­ ßenflächen (die mit der Frischluft in Berührung kom­ men) mit Adsorptionsmitteln 9 bedeckt sein, die eine selektive Adsorption bestimmter Gase ausführen kön­ nen, die in der Frischluft enthalten sind, die in den vorgelagerten Teil 3 der Zuleitung 2 einströmt.

Bestimmte Adsorptionsmittel, etwa poröse Substanzen wie Aktivkohle oder Zeolithe, enthalten aktive Mole­ küle, die selektiv bestimmte Gase auffangen und an­ schließend die so aufgefangenen Gase desorbieren kön­ nen, wenn sie einer Erwärmung ausgesetzt werden. Dadurch ist es möglich, einen Adsorptionsfilter 8 durch Erhitzung zu entsättigen, wobei die desorbier­ ten Gase durch den aus dem vorgelagerten Teil 3 kom­ menden Frischluftstrom gezwungen werden, in den nach­ geordneten Teil 5 einzuströmen. Die Erfindung sieht in dieser ersten Ausführungsart Heizmittel, wie etwa elektrische Widerstände 10, vor, die beispielsweise am Umfang des Filters oder direkt an den Innenwänden (oder Außenwänden) der Zuleitung an der vorgegebenen Stelle angeordnet sind, die für die Aufnahme des Fil­ ters 8 vorgesehen ist.

Diese Heizmittel 10 werden durch Steuerungsmittel 11 kontrolliert, die in der Lage sind, unter bestimmten, nachstehend beschriebenen Bedingungen, ihre Stromver­ sorgung zu steuern, um sie einzuschalten bzw. um ihre Einschaltung zu verhindern. Derartige Steuerungsmit­ tel können in das Steuergehäuse 12 der Anlage inte­ griert sein, das üblicherweise am Armaturenbrett 13 des Fahrzeugs angebracht ist.

Es können zwei Betriebsarten in Betracht gezogen wer­ den. In einer ersten Betriebsart, die als "manuelle" oder Handbetriebsart bezeichnet wird, umfassen die Steuerungsmittel 11 ein Betätigungsorgan, wie bei­ spielsweise einen Drehknopf 14, der durch einen Be­ nutzer in eine von zwei Positionen gebracht werden kann, die dem Wunsch des Benutzers entsprechen, eine Desorption des Adsorptionsfilters 8 zu veranlassen oder zu verhindern.

Für den Fall, daß eine Desorption vorgenommen werden soll, sind die Steuerungsmittel 11 so gestaltet, daß sie zunächst die Positionierung der ersten Klappe 7 in ihre Schließstellung betätigen, wodurch das Ein­ strömen von gefilterter Frischluft in die Klimaanlage 1 verhindert wird, woraufhin sie gleichzeitig oder (nach Wahl des Herstellers) wenige Augenblicke später die Stromversorgung der elektrischen Widerstände 10 freigeben. Solange das Betätigungsorgan 14 in seiner Desorptionsposition bleibt, bleibt die erste Klappe 7 in ihrer geschlossenen Position, und die elektrischen Widerstände 10 werden mit Strom versorgt. Die desor­ bierten Gase sammeln sich dann im nachgelagerten Teil 5 der Zuleitung 2 an.

Um die Abführung dieser desorbierten Gase aus der Zu­ leitung 2 heraus zu ermöglichen, sieht die Erfindung eine Ableitung 15 vor, die über einen Einlaß 16 an den nachgelagerten Teil 5 angeschlossen ist. Diese Ableitung 15 enthält eine zweite Klappe 17, deren Po­ sitionierung durch die Steuerungsmittel 11 gesteuert wird. Diese zweite Klappe 17 kann eine von zwei Stel­ lungen, eine geöffnete und eine geschlossene Positi­ on, einnehmen. Die Steuerungsmittel 11 sind so ge­ staltet, daß die erste 7 und die zweite 17 Klappe, unabhängig von der Stellung des Betätigungsorgans 14, stets entgegengesetzt positioniert sind. Wenn dieses Betätigungsorgan 14 in der Position "Desorption" steht, befindet sich die erste Klappe 7 in ihrer ge­ schlossenen Position, während sich die zweite Klappe 17 in ihrer geöffneten Position befindet, um die Ab­ führung der desorbierten Gase durch die Ableitung 15 zu ermöglichen. Wenn das Betätigungsorgan 15 hingegen in der Position "keine Desorption" steht, befindet sich die erste Klappe 7 in der geöffneten Position, die das Einströmen des aufbereiteten Luftstroms in die Klimaanlage 1 ermöglicht, während sich die zweite Klappe 17 in ihrer geschlossenen Position befindet, so daß die Abführung der gefilterten Frischluft durch die Ableitung 15 verhindert wird.

Außerdem kann eine zweite Betriebsart der Steuerungs­ mittel 11 vorgesehen werden, die als "Automatik­ betrieb" bezeichnet wird und bei der die Desorption der Gase (oder die Regeneration des Adsorptionsfil­ ters 8) automatisch erfolgt. Dazu enthalten die Steuerungsmittel (nicht dargestellte) elektronische Mittel, die in der Lage sind, periodisch die Desorp­ tion der adsorbierten Gase auszuführen, und zwar in­ dem sie während einer ersten vorgegebenen Dauer die erste Klappe 7 in ihre geschlossene Position und die zweite Klappe 17 in ihre geöffnete Position bringen und anschließend die elektrischen Widerstände 10 wäh­ rend einer zweiten vorgegebenen Dauer, die kleiner oder gleich der Schließdauer der ersten Klappe 7 ist und möglichst gleichzeitig mit dem Beginn der ersten Dauer anfängt, mit Strom versorgen. Die zweite Dauer beginnt vorzugsweise einige Augenblicke nach dem Be­ ginn der ersten Dauer und endet einige Augenblicke vor dem Ende dieser ersten Dauer, so daß die desor­ bierten Gase vollständig aus dem nachgelagerten Teil 5 abgeführt werden können, bevor die erste Klappe 7 wieder geöffnet wird.

Eine solche Betriebsart kann mit Hilfe von Zeit­ schaltmitteln herbeigeführt werden, die dem Fachmann bekannt sind und daher an dieser Stelle nicht einge­ hender beschrieben werden müssen.

Die Ableitung 15 weist vorzugsweise einen Auslaß 18 auf, der mit dem Motor des Fahrzeugs (nicht darge­ stellt), vor seiner Verbrennungskammer 19, in Verbin­ dung steht. Dadurch können die desorbierten Gase in dieser Verbrennungskammer 19 verbrannt werden, bevor sie durch die Auspuffleitung 20 des Fahrzeugs ausge­ lassen werden.

Es wird nun auf die Fig. 2 und 3 Bezug genommen, um zwei Varianten einer zweiten Ausführungsart einer erfindungsgemäßen Anlage zu beschreiben.

Diese zweite Ausführungsart übernimmt sämtliche Ele­ mente, die unter Bezugnahme auf Fig. 1 beschrieben wurden, mit Ausnahme der Heizmittel. Daher werden al­ le Elemente, die der ersten und der zweiten Ausfüh­ rungsart (unabhängig von der jeweiligen Variante) ge­ meinsam sind, jeweils mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet.

Zunächst wird im einzelnen auf die Fig. 2A und 2B Bezug genommen, um eine erste Variante einer zweiten Ausführungsart einer erfindungsgemäßen Anlage zu be­ schreiben.

Die Heizmittel umfassen nun eine Einlaßleitung 21, deren Zugang durch eine dritte Klappe 22 kontrolliert wird, die durch die Steuerungsmittel gemeinsam mit der ersten 7 und der zweiten Klappe 17 gesteuert wird. Diese Einlaßleitung ist einerseits durch einen Einlaß 23 an die Auspuffleitung 20 des Fahrzeugmotors angeschlossen, in dem zumindest ein Teil der durch den besagten Motor erzeugten heißen Abgase zirku­ liert, und andererseits über einen Auslaß 24 an eine Hilfsöffnung 25, die in die Wand 26 der Zuleitung in einem ausgewählten Bereich der vorgegebenen Stelle eingearbeitet ist, die den Adsorptionsfilter 8 ent­ hält.

Die heißen Abgase, die aus der Verbrennungskammer 19 des Motors kommen, haben eine Temperatur, die deut­ lich über 200°C liegt, und eignen sich daher beson­ ders gut zur Erhitzung des Filters im Hinblick auf die Desorption der darin adsorbierten Gase.

Dieser Filter 8 enthält eine Vielzahl von Kanälen 27, die in seine Struktur integriert sind und jeweils ei­ nen Einlaß 44 besitzen, der an den Auslaß 24 der Ein­ laßleitung 21 in Höhe der Hilfsöffnung 25 angeschlos­ sen werden kann, die in die Wand 26 der Zuleitung 2 eingearbeitet ist. Außerdem umfassen die Kanäle 27 jeweils einen Auslaß 45, der an der Hinterseite 28 des Adsorptionsfilters 8 mündet, die sich gegenüber dem nachgelagerten Teil 5 der Zuleitung 2 befindet.

Die heißen Abgase kommen daher nicht mit der Innen­ struktur des Adsorptionsfilters 8 in Berührung, ins­ besondere mit den daran angebrachten Adsorptionsmit­ teln 9, da sie nur im Innern von Kanälen zirkulieren, die von den Adsorptionsmitteln getrennt sind, und di­ rekt in die nachgeordnete Kammer 5 abgeleitet werden, bevor sie aufgrund einer Mitnahmewirkung, die durch den Frischluftstrom bedingt ist, der aus dem vorgela­ gerten Teil 3 kommt, durch die Ableitung 15 zugleich mit den durch die Erhitzung des Adsorptionsfilters 8 desorbierten Gasen abgeführt werden.

Die dritte Klappe 22 kann, ebenso wie die erste 7 und die zweite Klappe 17, zwei Positionen einnehmen. Eine geöffnete Position (Betriebsart "Desorption"), in der sie die Zirkulation von heißen Gasen in den Kanälen 27 des Filters 8 freigibt, und eine geschlossene Po­ sition (Betriebsart "keine Desorption"), in der sie diese Zirkulation verhindert. Die erste 7, zweite 17 und dritte 22 Klappe werden durch die Steuerungsmit­ tel 11 in etwa gleichzeitig positioniert, unabhängig davon, ob sie in der manuellen Betriebsart oder im Automatikbetrieb betrieben werden.

Wenn die Betriebsart "Desorption" eingeschaltet ist, ist die erste Klappe 7 geschlossen, während die zwei­ te 17 und die dritte 22 Klappe geöffnet sind. Die heißen Auspuffgase strömen in die Kanäle des Filters 8 ein, um ihn zu erhitzen, wodurch die Desorption der Gase bewirkt wird, die zuvor durch die Adsorptions­ mittel 9 dieses Filters adsorbiert wurden. Die so desorbierten Gase gelangen dann, zusammen mit den Ab­ gasen, in den nachgelagerten Teil 5 der Zuleitung 2, woraufhin sie durch die Ableitung 15 aufgrund der Öffnung der zweiten Klappe 17 und der Schließung der ersten Klappe 7 abgeführt werden.

Wenn die Betriebsart "keine Desorption" eingeschaltet ist, ist die erste Klappe 7 geöffnet, während die zweite 17 und dritte 22 Klappe geschlossen sind. Da­ durch kann der gefilterte Frischluftstrom durch den Auslaß 6 des nachgelagerten Teils 5 der Zuleitung 2 in den Rest der Anlage 1 abgeführt werden.

Es wird nun auf die Fig. 3A und 3B Bezug genommen, um eine zweite Variante der zweiten Ausführungsart einer erfindungsgemäßen Anlage zu beschreiben.

In dieser zweiten Variante kommen die heißen Abgase überhaupt nicht mehr mit der Frischluft in Berührung, die in der Anlage zirkuliert, und demzufolge strömen sie auch nicht in die Zuleitung 2 ein. Dazu ist die Einlaßleitung 21 einerseits über einen Auslaß 24 an eine erste Hilfsöffnung 25 angeschlossen, die in die Wand 26 der Zuleitung 2 in einem ersten Bereich der vorgegebenen Stelle eingearbeitet ist, an der der Ad­ sorptionsfilter 8 angeordnet ist. Andererseits ent­ halten die Heizmittel eine Auslaßleitung 30, deren Einlaß 31 an eine zweite Hilfsöffnung 32 angeschlos­ sen ist, die in die Wand 26 der Zuleitung 2 in einem vom ersten Bereich verschiedenen zweiten Bereich der vorgegebenen Stelle eingearbeitet ist, an der der Ad­ sorptionsfilter 8 angeordnet ist. Um die Einlaßlei­ tung 21 mit der Auslaßleitung 30 zu verbinden, umfaßt der Adsorptionsfilter 8 drittens Kanäle 33, die in die Innenstruktur des besagten Adsorptionsfilters 8 eingearbeitet sind und einerseits Einlässe 46, die an den Auslaß 24 der Einlaßleitung 21 in Höhe der ersten Hilfsöffnung 25 der Zuleitung 2 angeschlossen werden können, und andererseits Auslässe 47 enthalten, die an den Einlaß 31 der Auslaßleitung 30 in Höhe der zweiten Hilfsöffnung 32 der Zuleitung 2 angeschlossen werden können.

Wenn sich die dritte Klappe 22 in ihrer geöffneten Position befindet, können daher die aus der Auspuff­ leitung 20 entnommenen Abgase in den Kanälen 33 zir­ kulieren, um so den Adsorptionsfilter 8 zu erwärmen, und anschließend in die Auslaßleitung 30 abgeführt werden, ohne dabei mit der Frischluft, die in der Zu­ leitung 2 zirkuliert, und den Adsorptionsmitteln 9, die der Filter trägt, in Berührung zu kommen.

Wenn die heißen Abgase in den Kanälen 33 zirkulieren, gelangen daher nur die desorbierten Gase des Adsorp­ tionsfilters 8 in die nachgelagerte Kammer 5, wobei sie durch die Ableitung 15 abgeführt werden können.

Die Auslaßleitung 30 weist vorzugsweise einen Auslaß 34 auf, der an die Auspuffleitung 20, hinter der An­ schlußstelle zwischen der Einlaßleitung 21 und der besagten Auspuffleitung 20, angeschlossen ist. Die Form der Auslaßleitung 30 ist, insbesondere an ihrem Anschluß an die Auspuffleitung 20, so gestaltet, daß ein Unterdruck die durch ihre Zirkulation in der Ein­ laßleitung 21 und den Kanälen 33 abgekühlten Abgase daran hindert, in die besagte Einlaßleitung 21 mit einer Temperatur zurückzuströmen, die deutlich nied­ riger als die Temperatur ausfällt, die sie beim Aus­ tritt aus der Verbrennungskammer 19 aufweisen.

In dieser zweiten Variante entspricht der gemeinsame Betrieb der ersten, zweiten und dritten Klappe 7, 12 und 22 natürlich der Funktionsweise, die unter Bezug­ nahme auf die in den Fig. 2A und 2B veranschau­ lichte erste Variante beschrieben wurde.

Ebenso wie in der ersten Ausführungsart besitzt bei jeder der Varianten der zweiten Ausführungsart die Ableitung 15 einen Auslaß 18, der vor der Verbren­ nungskammer an den Fahrzeugmotor angeschlossen ist, damit die Abgase und die desorbierten Gase durch den Motor verbrannt werden können, bevor sie in die Aus­ puffleitung abgeführt werden.

Darüber hinaus ist es klar, daß die beiden Varianten dieser zweiten Ausführungsart, bei der die heißen Ab­ gase benutzt werden, um die Desorption der durch den Adsorptionsfilter 8 adsorbierten Gase zu bewirken, sowohl in der manuellen Betriebsart als auch im Auto­ matikbetrieb betrieben werden können, die unter Be­ zugnahme auf die in Fig. 1 veranschaulichte erste Ausführungsart beschrieben wurden.

Es wird nun auf die Fig. 4A und 4B Bezug genommen, um Ausführungsarten des Adsorptionsfilters 8 zu be­ schreiben.

Der vorgeschlagene Adsorptionsfilter 8 enthält vor­ zugsweise eine Mehrzahl von Elementen 35, die gleich­ mäßig zueinander beabstandet und parallel zueinander angeordnet sind. Diese Elemente 35 sind an ihrer Au­ ßenwand 48 mit den Adsorptionsmitteln 9 bedeckt, wo­ bei sie durch erste 36 und zweite 37 Sammelkästen parallel zueinander und in etwa senkrecht zur Rich­ tung der Elemente 35 gehalten werden.

Der Frischluftstrom, der im vorgelagerten Teil 9 der Zuleitung 2 strömt, streift daher an den Außenwänden 48 jedes Elements 35 entlang, damit die darin enthal­ tenen Gase durch die an dieser Wand angebrachten Ad­ sorptionsmittel 9 adsorbiert werden.

Diese Art von Adsorptionsfilter kann zwar in einer Anlage nach der ersten Ausführungsart (elektrische Heizvorrichtung) verwendet werden, ist jedoch insbe­ sondere für die zweite Ausführungsart (Nutzung der heißen Abgase), und zwar vor allem für deren erste und zweite Variante, bestimmt.

Jedes Element 35 kann in Form eines Zylinders mit ei­ nem weitgehend länglichen Querschnitt ausgeführt sein, der im Innern ausgehöhlt ist, so daß er eine innere Aufnahme 49 begrenzt, in der die heißen Abgase zirkulieren können. Dazu umfassen der erste 36 und zweite 37 Sammelkasten einen Einlaßstutzen 38 bzw. einen Auslaßstutzen 39, die an den Auslaß 24 der Ein­ laßleitung 21 in Höhe der ersten Hilfsöffnung 25 bzw. entweder an den Einlaß 31 der Auslaßleitung 30 in Hö­ he der zweiten Hilfsöffnung 32 (zweite Variante) oder direkt an den nachgelagerten Teil 5 der Zuleitung (erste Variante) angeschlossen werden können.

Dadurch können die Abgase in den ersten Sammelkasten 36 über den Einlaßstutzen 38 einströmen und anschlie­ ßend in den Elementen 35 zirkulieren, die aufgrund ihrer ausgehöhlten Struktur Kanäle 27 oder 33 (je nach der gewählten Variante) begrenzen, um danach in den zweiten Sammelkasten 37 zu gelangen, damit sie durch den Auslaßstutzen 39 entweder in die nachgeord­ nete Kammer 5 oder in die Auslaßleitung 30 (je nach der gewählten Variante) abgeführt werden können.

Die durch die Wand jedes Elements 35 begrenzte innere Aufnahme 35 kann durch Wände 40, die im Innern jedes Elements 35 angeordnet sind, in eine Mehrzahl von Ka­ nälen 27 oder 33 unterteilt sein, wodurch sich der Wärmeaustausch und damit auch die Erwärmung der Ele­ mente 35 durch Wärmeleitung noch weiter verbessern läßt.

Darüber hinaus kann jedes Element 35 in zwei Unter­ teile unterteilt werden, und zwar in einen ersten Un­ terteil 41, dessen Außenwand mit den Adsorptionsmit­ teln 9 bedeckt ist, und einen zweiten Unterteil 42, dessen Außenwand mit Katalysemitteln 43 bedeckt ist. Die beiden Unterteile können mit in etwa gleichen Ab­ messungen ausgeführt sein, wobei der erste Unterteil 41 gegenüber der vorgelagerten Kammer 3 angeordnet werden muß, während der zweite Unterteil gegenüber der nachgeordneten Kammer 5 anzuordnen ist.

Die Katalysemittel 43 sind vorgesehen, um die Gase, die durch die am ersten Unterteil 41 angebrachten Ad­ sorptionsmittel 9 desorbiert werden, unter der Ein­ wirkung der Wärme zumindest teilweise zu vernichten. Die durch diesen ersten Unterteil 41 desorbierten Ga­ se werden dabei durch den aus dem vorgelagerten Teil 3 kommenden Frischluftstrom mitgenommen und anschlie­ ßend durch die Katalysemittel 43 aufgefangen, die ak­ tive Moleküle enthalten, wie etwa poröse Substanzen, die die so desorbierten Gase zumindest teilweise und selektiv vernichten können.

Die heißen Abgase, die im Innern der Elemente 35, ge­ gebenenfalls in unterschiedlichen Richtungen, je nach Gestaltung der Sammelkästen, zirkulieren, bewirken getrennt, in jedem der Unterteile 41 und 42 entweder die Desorption der durch Adsorption aufgefangenen Ga­ se oder die durch Katalyse erfolgende Vernichtung der desorbierten Gase.

Die Erfindung ist nicht auf die vorstehend beschrie­ benen Ausführungsarten der Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlagen beschränkt, sondern sie umfaßt auch alle Varianten, die der Fachmann im Rahmen der nach­ stehenden Ansprüche entwickeln kann.

So beschränkt sich die Erfindung nicht auf eine Kli­ maanlage, sondern sie betrifft allgemein Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlagen.

Im übrigen kann sich die Ausführungsart des Adsorpti­ onsfilters von der veranschaulichten Ausführungsart unterscheiden. So kann der Filter aus einem einzigen vollwandigen Element ausgeführt sein, das mit durch­ gehenden Löchern versehen ist, um den Durchgang der Frischluft zu ermöglichen, und in zwei Unterteile un­ terteilt ist, die die Adsorptionsmittel bzw. die Ka­ talysemittel tragen.

Claims (15)

1. Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage, insbe­ sondere für Kraftfahrzeuge, die eine Zuleitung (2) umfaßt, die an einer vorgegebenen Stelle einen Filter (8) enthält, der mit Gasadsorptionsmitteln (9) verse­ hen ist, durch die Frischluft hindurchströmen kann, die aus einem vorgelagerten Teil (3) der besagten Zu­ leitung kommt, und die gefilterte Frischluft in Höhe eines nachgelagerten Teils (5) dieser Zuleitung ab­ geben kann, der mit einem Auslaß (6) versehen ist, dessen Zugang durch eine erste Klappe (7) kontrol­ liert wird, die eine geöffnete und eine geschlossene Position einnehmen kann, um der besagten Anlage (1) gefilterte Frischluft zuführen zu können oder nicht, dadurch gekennzeichnet, daß sie die folgenden Teile enthält:

• - Heizmittel (10; 21; 30), deren Aufgabe darin be­ steht, den Filter (8) zu erwärmen, um die darin ad­ sorbierten Gase zu desorbieren,
• - eine Ableitung (15), die an den nachgelagerten Teil (5) der Zuleitung (2) angeschlossen ist und deren Zu­ gang durch eine zweite Klappe (17) kontrolliert wird, die eine geöffnete und eine geschlossene Position einnehmen kann, wobei die besagte geöffnete Position die Abführung der desorbierten Gase aus dem nachgela­ gerten Teil heraus ermöglicht, und
• - Steuerungsmittel (11), die die erste (7) und die zweite (17) Klappe in jeweils entgegengesetzte Posi­ tionen, entweder geschlossen bzw. geöffnet oder ge­ öffnet bzw. geschlossen, bringen und die Erwärmung des Filters (8) nur dann freigeben können, wenn die besagte erste und zweite Klappe geschlossen bzw. ge­ öffnet sind.

2. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerungsmittel (11) ein Betätigungsorgan (14) umfassen, das auf einem Armatu­ renbrett (13) des Fahrzeugs angeordnet ist und durch einen Benutzer in eine von zwei Positionen gebracht werden kann, die seinem Wunsch entsprechen, eine Desorption der Gase auszuführen oder eine solche Desorption zu verhindern.

3. Anlage nach Anspruch 1, dadurch gekenn­ zeichnet, daß die Steuerungsmittel (11) elek­ tronische Mittel umfassen, die geeignet sind, einer­ seits die erste (7) und die zweite (17) Klappe peri­ odisch während einer ersten Dauer in ihre geschlossene bzw. geöffnete Position zu bringen, um sie anschließend nach dem Ende jeder ersten Dauer in ihre geöffnete bzw. geschlossene Position zu bringen, und andererseits die Erwärmung des Filters (8) wäh­ rend einer zweiten Dauer freizugeben, die in der be­ sagten ersten Dauer enthalten ist.

4. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Heizmittel (10) elektrische Widerstände sind, deren Stromversorgung durch die besagten Steuerungsmittel gesteuert wird und die an dem besagten Filter (8) an­ gebracht sind, um seine Erwärmung durch Wärmeleitung zu bewirken.

5. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 3, da­ durch gekennzeichnet, daß die Heizmittel (21) eine Einlaßleitung (21) umfassen, de­ ren Zugang durch eine durch die Steuerungsmittel (11) gesteuerte dritte Klappe (22) kontrolliert wird und die einerseits an eine Auspuffleitung (20), in der zumindest ein Teil der durch den Fahrzeugmotor er­ zeugten heißen Abgase zirkuliert, und andererseits an die Zuleitung (2), in ihrem vorgelagerten Teil (3) oder an der vorgegebenen Stelle angeschlossen ist, an der der Filter (8) eingebaut ist, wobei die besagte dritte Klappe (22) in eine geöffnete Position ge­ bracht wird, wenn die erste (7) und die zweite (17) Klappe geschlossen bzw. geöffnet sind, und in eine geschlossene Position, wenn die erste (7) und die zweite (17) Klappe geöffnet bzw. geschlossen sind.

6. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Filter (8) Kanäle (27) mit Einlässen (44) enthält, die an eine Hilfsöffnung (25) angeschlossen werden können, die in die Wand (26), die die Zuleitung (2) begrenzt, an der vorgegebenen Stelle eingearbeitet ist, und mit Auslässen (45), die in den nachgelagerten Teil (5) dieser Zuleitung mün­ den, und daß die Einlaßleitung (26) an die Hilfsöff­ nung (25) der Zuleitung (2) angeschlossen ist, wobei sie mit den Einlässen (44) der Kanäle (27) in Verbin­ dung steht, so daß die Abgase im Innern des besagten Filters (8) zirkulieren, ohne mit den besagten Ad­ sorptionsmitteln (9) in Berührung zu kommen, und in den nachgelagerten Teil (5) der Zuleitung (2) ein­ strömen können, um durch die Ableitung (15) abgeführt zu werden.

7. Anlage nach Anspruch 5, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Filter (8) Kanäle (33) mit Einlässen (46) und Auslässen (47) enthält, die an ei­ ne erste (25) bzw. zweite (32) Hilfsöffnung ange­ schlossen werden können, die in die Wand (26), die die Zuleitung (2) begrenzt, in zwei getrennten Berei­ chen der vorgegebenen Stelle eingearbeitet sind,
daß die Einlaßleitung (31) an die erste Hilfsöffnung (25) der Zuleitung (2) angeschlossen ist und mit den Einlässen (46) der besagten Kanäle (33) in Verbindung steht, und
daß die Heizmittel außerdem eine Auslaßleitung (30) umfassen, die an die zweite Hilfsöffnung (32) der Zu­ leitung (2) angeschlossen ist und mit den Auslässen (47) der besagten Kanäle (33) in Verbindung steht, so daß die besagten Abgase im Innern des besagten Fil­ ters (8) zirkulieren, ohne mit den Adsorptionsmitteln (9) in Berührung zu kommen, und durch die Auslaßlei­ tung (15) abgeleitet werden können.

8. Anlage nach Anspruch 7, dadurch gekenn­ zeichnet, daß der Auslaßkanal (30) an die Auspuffleitung (20), hinter der Anschlußstelle des Einlaßkanals (21), angeschlossen ist.

9. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Ab­ leitung (15) vor der Verbrennungskammer des Motors (19) mündet.

10. Anlage nach einem der Ansprüche 1 bis 9, da­ durch gekennzeichnet, daß der Fil­ ter (8) eine Mehrzahl von. Elementen (35) umfaßt, die, in etwa parallel, auf Abstand zueinander gehalten werden und die jeweils zumindest die Adsorptionsmit­ tel (9) tragen.

11. Anlage nach Anspruch 10, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedes Element (35) aus einer Wand (48) in allgemein zylindrischer Form mit länglichem Querschnitt besteht, die mit einer Innen­ fläche, die eine innere Aufnahme (49) begrenzt, die die Kanäle (27; 33) aufnehmen kann, und mit einer Au­ ßenfläche versehen ist, die die Gasadsorptionsmittel (9) umfaßt, und die Enden besitzt, die durch einen ersten (36) und einen zweiten (37) Sammelkasten ge­ halten werden, die in etwa parallel zueinander und in etwa senkrecht zu den besagten Elementen (35) verlau­ fen.

12. Anlage nach Anspruch 11, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Sammelkästen (36, 37) dicht gekapselt sind und einen Einlaßstutzen (38) bzw. einen Auslaßstutzen (39) umfassen, die mit der ersten (25) bzw. zweiten (32) Hilfsöffnung verbunden werden können, wobei die besagten Einlässe und Aus­ lässe der besagten Kanäle (27; 33) in den ersten (36) bzw. zweiten (37) Sammelkasten münden, so daß die Ab­ gase vom Einlaßstutzen (38) zum Auslaßstutzen (39) strömen.

13. Anlage nach Anspruch 12, dadurch ge­ kennzeichnet, daß die Kanäle durch Trenn­ wände (40) begrenzt werden, die in der inneren Auf­ nahme (49) des Elements (35) angeordnet sind.

14. Anlage nach einem der vorangehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Filter (8) erste (41) und zweite (42) Unterteile ent­ hält, die durch die besagten Heizmittel (10; 21, 30) erwärmt werden können und zum vorgelagerten (3) bzw. zum nachgelagerten (5) Teil der Zuleitung (2) ausge­ richtet sind, wobei sie die Gasadsorptionsmittel (9) bzw. Katalysemittel (43) tragen, die im Falle einer Erwärmung die aus den Adsorptionsmitteln (9) stammen­ den Gase zumindest teilweise vernichten können.

15. Anlage nach Anspruch 14, dadurch ge­ kennzeichnet, daß jedes Element (35) der Mehrzahl von Elementen (35) in einen besagten ersten (41) und zweiten (42) Unterteil unterteilt ist.