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Die Erfindung betrifft Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlagen, vor allem für Kraftfahrzeuge, und zwar insbesondere die Mittel zur Filterung der in derartigen Anlagen zirkulierenden Luft.
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Die vorliegende Erfindung betrifft im einzelnen Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlagen, die eine Zuleitung 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. Dieser nachgelagerte Teil enthält einen Auslaß, zu dem der Zugang durch eine erste Klappe kontrolliert wird, die eine geöffnete und geschlossene Position einnehmen kann, um der Anlage gefilterte Frischluft zuzuführen oder nicht.
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Die derzeitigen Anlagen, deren Filter bestimmte Gasarten durch Adsorption auffängt, erfordern Mittel für den Zugang zum Filter, um ihn auszuwechseln, wenn er mit den durch ihn ausgefilterten Gasen gesättigt ist.
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Aufgrund der Platzverhältnisse im Motorraum der derzeitigen Kraftfahrzeuge sind diese Zugangsmittel schwer zu erreichen, was zu einem beträchtlichen Anstieg der Kosten für die Auswechslung des Adsorptionsfilters 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 übelriechend 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 Fahrzeuginnenraum stammt.
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Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage bereitzustellen, bei der die vorgenannten Nachteile nicht gegeben sind.
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Dazu schlägt die Erfindung eine Anlage der eingangs genannten Art vor, bei der die folgenden Teile vorgesehen sind:
- – Heizmittel, deren Aufgabe darin besteht, den Filter zu erwärmen, um die darin adsorbierten Gase zu desorbieren,
- – eine Ableitung, die an den nachgelagerten Teil der Zuleitung angeschlossen ist und deren Zugang durch eine zweite Klappe kontrolliert wird, die eine geöffnete und eine geschlossene Position einnehmen kann, um die Abführung der desorbierten Gase aus dem nachgelagerten Teil heraus zu ermöglichen, und
- – Steuerungsmittel, die die ersten und zweiten Klappen in jeweils entgegengesetzte Positionen, entweder geschlossen bzw. geöffnet oder geöffnet bzw. geschlossen, bringen und die Erwärmung des Filters nur unter der Bedingung freigeben können, daß die ersten und zweiten Klappen geschlossen bzw. geöffnet sind.
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Dadurch entfällt die Notwendigkeit, Zugangsmittel für die Auswechslung des Filters vorzusehen, da diesem die Gase entzogen werden können, die er zuvor adsorbiert hat, wenn er einer Erwärmung unterzogen wird.
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Eine solche Anlage kann nach zwei Hauptbetriebsarten betrieben werden:
- – nach einer ersten Betriebsart, in der die Steuerungsmittel ein Betätigungsorgan umfassen, das am Armaturenbrett des Fahrzeugs angeordnet ist und durch einen Benutzer in eine von zwei Positionen gebracht werden kann, entsprechend seinem Wunsch, eine Desorption der Gase durchzuführen oder eine solche Desorption zu verhindern (diese Betriebsart kann als ”manuelle Betriebsart” bezeichnet werden), und
- – nach einer zweiten Betriebsart, in der die Steuerungsmittel elektronische Mittel umfassen, die einerseits in der Lage sind, die ersten und zweiten Klappen 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 bringen, und andererseits die Erwärmung des Filters nur während einer zweiten Dauer freizugeben, die (im weiteren Sinne) in der besagten ersten Dauer enthalten ist (diese Betriebsart kann als ”Automatikbetrieb” bezeichnet werden).
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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.
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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 Wärmeleitung zu bewirken.
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In einer zweiten Ausführungsart der Erfindung umfassen 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 zirkuliert, 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 geschlossene Position, wenn die erste und die zweite Klappe geöffnet bzw. geschlossen sind.
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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 herbeizuführen.
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In einer ersten Variante dieser zweiten Ausführungsart enthält der Filter Kanäle mit Einlässen, die an eine Hilfsöffnung angeschlossen werden können, die in die Wand, die die Zuleitung begrenzt, an der vorgegebenen Stelle eingearbeitet ist, und mit Auslässen, die in den nachgelagerten Teil dieser Zuleitung münden. 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, ohne mit den besagten Adsorptionsmitteln in Berührung zu kommen, und in den nachgelagerten Teil der Zuleitung einströmen können, um durch die Ableitung abgeführt zu werden.
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In einer zweiten Variante der ersten Ausführungsart enthält der Filter Kanäle mit Einlässen und Auslässen, 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 Heizmittel 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 kommen, und durch die Auslaßleitung abgeleitet werden können.
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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 dieser Anlage zirkulierenden Luft und den Abgasen kommt.
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Ebenfalls in dieser zweiten Variante ist der Auslaßkanal vorzugsweise an die Auspuffleitung, hinter der Anschlußstelle des Einlaßkanals, angeschlossen. Dadurch kann verhindert werden, daß die zur Erwärmung des Filters benutzten Abgase ohne vorherige Aufbereitung durch den Auspufftopf an die Außenluft abgegeben werden.
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Die Ableitung mündet vorzugsweise vor der Verbrennungskammer des Motors. Dadurch können die durch den erwärmten Filter desorbierten Gase verbrannt und demzufolge vernichtet werden.
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Der Adsorptionsfilter kann eine Mehrzahl von Elementen umfassen, die, in etwa parallel, auf Abstand zueinander gehalten werden und die jeweils zumindest die Adsorptionsmittel tragen.
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Wenn die Anlage nach der ersten und zweiten Variante der zweiten Ausführungsart gestaltet ist, besteht jedes Element vorzugsweise aus einer Wand in allgemein zylindrischer Form mit länglichem Querschnitt, die mit einer Innenfläche, die eine innere Aufnahme begrenzt, die die Kanäle aufnehmen kann, und mit einer Außenfläche versehen ist, die die Gasadsorptionsmittel umfaßt, und die Enden besitzt, die durch einen ersten und einen zweiten Sammelkasten gehalten werden, die in etwa parallel zueinander und in etwa senkrecht zu den besagten Elementen verlaufen.
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In beiden Fällen ist es vorteilhaft, daß die Sammelkästen dicht gekapselt sind und jeweils einen Einlaßstutzen 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 Abgase können daher vom Einlaßstutzen zum Auslaßstutzen strömen.
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Ebenfalls in beiden Fällen können die Kanäle vorteilhafterweise durch Trennwände begrenzt werden, die in der inneren Aufnahme des Elements angeordnet sind.
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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 Zuleitung ausgerichtet sind, wobei sie die Gasadsorptionsmittel oder Katalysemittel tragen, die im Falle einer Erwärmung die aus den Adsorptionsmitteln stammenden Gase zumindest teilweise vernichten können.
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Wenn der Filter in Form einer Mehrzahl von Elementen ausgeführt ist, kann natürlich jedes Element in einen ersten und einen zweiten Unterteil unterteilt sein.
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In der nachstehend als Beispiel angeführten Beschreibung wird auf die beigefügten Zeichnungen Bezug genommen. Darin zeigen im einzelnen:
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1 eine schematische Veranschaulichung einer Anlage in einer ersten Auführungsart;
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die 2A und 2B eine schematische Veranschaulichung einer Anlage in einer ersten Variante einer zweiten Ausführungsart und eine vergrößerte Teilansicht dieser Anlage;
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die 3A und 3B eine schematische Veranschaulichung einer Anlage in einer zweiten Variante einer zweiten Ausführungsart und eine vergrößerte Teilansicht dieser Anlage; und
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die 4A und 4B eine schematische Veranschaulichung eines Filters bzw. eine Teilansicht dieses Filters.
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Es wird zunächst auf 1 Bezug genommen, um eine erste Ausführungsart einer Heizungs-, Lüftungs- und/oder Klimaanlage zu beschreiben. Der Einfachheit halber wird im folgenden davon ausgegangen, daß es sich bei der Anlage um eine Klimaanlage handelt.
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Die Klimaanlage 1 enthält vor allem eine Zuleitung 2, die sich in einen vorgelagerten Teil 3 mit einem Einlaß, durch den die von außen und/oder aus dem Fahrzeuginnenraum kommende Frischluft einströmt, und einen nachgelagerten Teil 5 mit einem Auslaß 6 unterteilen läßt, dessen Zugang durch eine erste Klappe 7 kontrolliert wird.
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Zwischen dem vorgelagerten 3 und dem nachgelagerten Teil 5 ist an einer vorgegebenen Stelle ein Filter 8 vorgesehen, dessen Aufgabe darin besteht, durch Adsorption bestimmte Gase aufzufangen, die in der Frischluft enthalten sind, die in den vorgelagerten Teil 3 eindringt.
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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 aufbereitet (entweder erwärmt oder gekühlt) zu werden. Elemente, die zu dem Teil der Anlage gehören, der für die Aufbereitung der gefilterten Frischluft bestimmt ist, sollen hier nicht eingehender beschrieben werden.
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Der Adsorptionsfilter 8 kann einteilig ausgeführt, mit durchgehenden Löchern versehen und an seinen Außenflächen (die mit der Frischluft in Berührung kommen) mit Adsorptionsmitteln 9 bedeckt sein, die eine selektive Adsorption bestimmter Gase ausführen können, die in der Frischluft enthalten sind, die in den vorgelagerten Teil 3 der Zuleitung 2 einströmt.
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Bestimmte Adsorptionsmittel, etwa poröse Substanzen wie Aktivkohle oder Zeolithe, enthalten aktive Moleküle, die selektiv bestimmte Gase auffangen und anschließend die so aufgefangenen Gase desorbieren können, wenn sie einer Erwärmung ausgesetzt werden. Dadurch ist es möglich, einen Adsorptionsfilter 8 durch Erhitzung zu entsättigen, wobei die desorbierten Gase durch den aus dem vorgelagerten Teil 3 kommenden Frischluftstrom gezwungen werden, in den nachgeordneten Teil 5 einzuströmen. Heizmittel in dieser ersten Ausführungsart sind etwa elektrische Widerstände 10, 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 Filters 8 vorgesehen ist.
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Diese Heizmittel 10 werden durch Steuerungsmittel 11 kontrolliert, die in der Lage sind, unter bestimmten, nachstehend beschriebenen Bedingungen, ihre Stromversorgung zu steuern, um sie einzuschalten bzw. um ihre Einschaltung zu verhindern. Derartige Steuerungsmittel können in das Steuergehäuse 12 der Anlage integriert sein, das üblicherweise am Armaturenbrett 13 des Fahrzeugs angebracht ist.
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Es können zwei Betriebsarten in Betracht gezogen werden. In einer ersten Betriebsart, die als ”manuelle” oder Handbetriebsart bezeichnet wird, umfassen die Steuerungsmittel 11 ein Betätigungsorgan, wie beispielsweise einen Drehknopf 14, der durch einen Benutzer in eine von zwei Positionen gebracht werden kann, die dem Wunsch des Benutzers entsprechen, eine Desorption des Adsorptionsfilters 8 zu veranlassen oder zu verhindern.
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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 Einströmen 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 desorbierten Gase sammeln sich dann im nachgelagerten Teil 5 der Zuleitung 2 an.
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Um die Abführung dieser desorbierten Gase aus der Zuleitung 2 heraus zu ermöglichen, ist eine Ableitung 15 vorgesehen, die über einen Einlaß 16 an den nachgelagerten Teil 5 angeschlossen ist. Diese Ableitung 15 enthält eine zweite Klappe 17, deren Positionierung durch die Steuerungsmittel 11 gesteuert wird. Diese zweite Klappe 17 kann eine von zwei Stellungen, eine geöffnete und eine geschlossene Position, einnehmen. Die Steuerungsmittel 11 sind so gestaltet, 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 geschlossenen Position, während sich die zweite Klappe 17 in ihrer geöffneten Position befindet, um die Abführung 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.
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Außerdem kann eine zweite Betriebsart der Steuerungsmittel 11 vorgesehen werden, die als ”Automatikbetrieb” bezeichnet wird und bei der die Desorption der Gase (oder die Regeneration des Adsorptionsfilters 8) automatisch erfolgt. Dazu enthalten die Steuerungsmittel (nicht dargestellte) elektronische Mittel, die in der Lage sind, periodisch die Desorption der adsorbierten Gase auszuführen, und zwar indem 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 während 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 Beginn der ersten Dauer und endet einige Augenblicke vor dem Ende dieser ersten Dauer, so daß die desorbierten Gase vollständig aus dem nachgelagerten Teil 5 abgeführt werden können, bevor die erste Klappe 7 wieder geöffnet wird.
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Eine solche Betriebsart kann mit Hilfe von Zeitschaltmitteln herbeigeführt werden, die dem Fachmann bekannt sind und daher an dieser Stelle nicht eingehender beschrieben werden müssen.
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Die Ableitung 15 weist vorzugsweise einen Auslaß 18 auf, der mit dem Motor des Fahrzeugs (nicht dargestellt), vor seiner Verbrennungskammer 19, in Verbindung steht. Dadurch können die desorbierten Gase in dieser Verbrennungskammer 19 verbrannt werden, bevor sie durch die Auspuffleitung 20 des Fahrzeugs ausgelassen werden.
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Es wird nun auf die 2 und 3 Bezug genommen, um zwei Varianten einer zweiten Ausführungsart einer Anlage zu beschreiben.
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Diese zweite Ausführungsart übernimmt sämtliche Elemente, die unter Bezugnahme auf 1 beschrieben wurden, mit Ausnahme der Heizmittel. Daher werden alle Elemente, die der ersten und der zweiten Ausführungsart (unabhängig von der jeweiligen Variante) gemeinsam sind, jeweils mit den gleichen Bezugsnummern bezeichnet.
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Zunächst wird im einzelnen auf die 2A und 2B Bezug genommen, um eine erste Variante einer zweiten Ausführungsart einer Anlage zu beschreiben.
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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 zirkuliert, 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 enthält.
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Die heißen Abgase, die aus der Verbrennungskammer 19 des Motors kommen, haben eine Temperatur, die deutlich über 200°C liegt, und eignen sich daher besonders gut zur Erhitzung des Filters im Hinblick auf die Desorption der darin adsorbierten Gase.
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Dieser Filter 8 enthält eine Vielzahl von Kanälen 27, die in seine Struktur integriert sind und jeweils einen Einlaß 44 besitzen, der an den Auslaß 24 der Einlaßleitung 21 in Höhe der Hilfsöffnung 25 angeschlossen 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.
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Die heißen Abgase kommen daher nicht mit der Innenstruktur des Adsorptionsfilters 8 in Berührung, insbesondere mit den daran angebrachten Adsorptionsmitteln 9, da sie nur im Innern von Kanälen zirkulieren, die von den Adsorptionsmitteln getrennt sind, und direkt in die nachgeordnete Kammer 5 abgeleitet werden, bevor sie aufgrund einer Mitnahmewirkung, die durch den Frischluftstrom bedingt ist, der aus dem vorgelagerten Teil 3 kommt, durch die Ableitung 15 zugleich mit den durch die Erhitzung des Adsorptionsfilters 8 desorbierten Gasen abgeführt werden.
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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 Position (Betriebsart ”keine Desorption”), in der sie diese Zirkulation verhindert. Die erste 7, zweite 17 und dritte 22 Klappe werden durch die Steuerungsmittel 11 in etwa gleichzeitig positioniert, unabhängig davon, ob sie in der manuellen Betriebsart oder im Automatikbetrieb betrieben werden.
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Wenn die Betriebsart ”Desorption” eingeschaltet ist, ist die erste Klappe 7 geschlossen, während die zweite 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 Adsorptionsmittel 9 dieses Filters adsorbiert wurden. Die so desorbierten Gase gelangen dann, zusammen mit den Abgasen, 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.
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Wenn die Betriebsart ”keine Desorption” eingeschaltet ist, ist die erste Klappe 7 geöffnet, während die zweite 17 und dritte 22 Klappe geschlossen sind. Dadurch kann der gefilterte Frischluftstrom durch den Auslaß 6 des nachgelagerten Teils 5 der Zuleitung 2 in den Rest der Anlage 1 abgeführt werden.
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Es wird nun auf die 3A und 3B Bezug genommen, um eine zweite Variante der zweiten Ausführungsart einer Anlage zu beschreiben.
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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 Adsorptionsfilter 8 angeordnet ist. Andererseits enthalten die Heizmittel eine Auslaßleitung 30, deren Einlaß 31 an eine zweite Hilfsöffnung 32 angeschlossen 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 Adsorptionsfilter 8 angeordnet ist. Um die Einlaßleitung 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.
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Wenn sich die dritte Klappe 22 in ihrer geöffneten Position befindet, können daher die aus der Auspuffleitung 20 entnommenen Abgase in den Kanälen 33 zirkulieren, um so den Adsorptionsfilter 8 zu erwärmen, und anschließend in die Auslaßleitung 30 abgeführt werden, ohne dabei mit der Frischluft, die in der Zuleitung 2 zirkuliert, und den Adsorptionsmitteln 9, die der Filter trägt, in Berührung zu kommen.
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Wenn die heißen Abgase in den Kanälen 33 zirkulieren, gelangen daher nur die desorbierten Gase des Adsorptionsfilters 8 in die nachgelagerte Kammer 5, wobei sie durch die Ableitung 15 abgeführt werden können.
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Die Auslaßleitung 30 weist vorzugsweise einen Auslaß 34 auf, der an die Auspuffleitung 20, hinter der Anschlußstelle 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 Einlaßleitung 21 und den Kanälen 33 abgekühlten Abgase daran hindert, in die besagte Einlaßleitung 21 mit einer Temperatur zurückzuströmen, die deutlich niedriger als die Temperatur ausfällt, die sie beim Austritt aus der Verbrennungskammer 19 aufweisen.
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In dieser zweiten Variante entspricht der gemeinsame Betrieb der ersten, zweiten und dritten Klappe 7, 12 und 22 natürlich der Funktionsweise, die unter Bezugnahme auf die in den 2A und 2B veranschaulichte erste Variante beschrieben wurde.
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Ebenso wie in der ersten Ausführungsart besitzt bei jeder der Varianten der zweiten Ausführungsart die Ableitung 15 einen Auslaß 18, der vor der Verbrennungskammer an den Fahrzeugmotor angeschlossen ist, damit die Abgase und die desorbierten Gase durch den Motor verbrannt werden können, bevor sie in die Auspuffleitung abgeführt werden.
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Darüber hinaus ist es klar, daß die beiden Varianten dieser zweiten Ausführungsart, bei der die heißen Abgase benutzt werden, um die Desorption der durch den Adsorptionsfilter 8 adsorbierten Gase zu bewirken, sowohl in der manuellen Betriebsart als auch im Automatikbetrieb betrieben werden können, die unter Bezugnahme auf die in 1 veranschaulichte erste Ausführungsart beschrieben wurden.
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Es wird nun auf die 4A und 4B Bezug genommen, um Ausführungsarten des Adsorptionsfilters 8 zu beschreiben.
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Der vorgeschlagene Adsorptionsfilter 8 enthält vorzugsweise eine Mehrzahl von Elementen 35, die gleichmäßig zueinander beabstandet und parallel zueinander angeordnet sind. Diese Elemente 35 sind an ihrer Außenwand 48 mit den Adsorptionsmitteln 9 bedeckt, wobei sie durch erste 36 und zweite 37 Sammelkästen parallel zueinander und in etwa senkrecht zur Richtung der Elemente 35 gehalten werden.
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Der Frischluftstrom, der im vorgelagerten Teil 3 der Zuleitung 2 strömt, streift daher an den Außenwänden 48 jedes Elements 35 entlang, damit die darin enthaltenen Gase durch die an dieser Wand angebrachten Adsorptionsmittel 9 adsorbiert werden.
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Diese Art von Adsorptionsfilter kann zwar in einer Anlage nach der ersten Ausführungsart (elektrische Heizvorrichtung) verwendet werden, ist jedoch insbesondere für die zweite Ausführungsart (Nutzung der heißen Abgase), und zwar vor allem für deren erste und zweite Variante, bestimmt.
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Jedes Element 35 kann in Form eines Zylinders mit einem 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 Einlaßleitung 21 in Höhe der ersten Hilfsöffnung 25 bzw. entweder an den Einlaß 31 der Auslaßleitung 30 in Höhe der zweiten Hilfsöffnung 32 (zweite Variante) oder direkt an den nachgelagerten Teil 5 der Zuleitung (erste Variante) angeschlossen werden können.
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Dadurch können die Abgase in den ersten Sammelkasten 36 über den Einlaßstutzen 38 einströmen und anschließend 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 nachgeordnete Kammer 5 oder in die Auslaßleitung 30 (je nach der gewählten Variante) abgeführt werden können.
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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 Kanälen 27 oder 33 unterteilt sein, wodurch sich der Wärmeaustausch und damit auch die Erwärmung der Elemente 35 durch Wärmeleitung noch weiter verbessern läßt.
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Darüber hinaus kann jedes Element 35 in zwei Unterteile unterteilt werden, und zwar in einen ersten Unterteil 41, dessen Außenwand mit den Adsorptionsmitteln 9 bedeckt ist, und einen zweiten Unterteil 42, dessen Außenwand mit Katalysemitteln 43 bedeckt ist. Die beiden Unterteile können mit in etwa gleichen Abmessungen 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.
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Die Katalysemittel 43 sind vorgesehen, um die Gase, die durch die am ersten Unterteil 41 angebrachten Adsorptionsmittel 9 desorbiert werden, unter der Einwirkung der Wärme zumindest teilweise zu vernichten. Die durch diesen ersten Unterteil 41 desorbierten Gase werden dabei durch den aus dem vorgelagerten Teil 3 kommenden Frischluftstrom mitgenommen und anschließend durch die Katalysemittel 43 aufgefangen, die aktive Moleküle enthalten, wie etwa poröse Substanzen, die die so desorbierten Gase zumindest teilweise und selektiv vernichten können.
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Die heißen Abgase, die im Innern der Elemente 35, gegebenenfalls 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 Gase oder die durch Katalyse erfolgende Vernichtung der desorbierten Gase.
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Im übrigen kann sich die Ausführungsart des Adsorptionsfilters von der veranschaulichten Ausführungsart unterscheiden. So kann der Filter aus einem einzigen vollwandigen Element ausgeführt sein, das mit durchgehenden Löchern versehen ist, um den Durchgang der Frischluft zu ermöglichen, und in zwei Unterteile unterteilt ist, die die Adsorptionsmittel bzw. die Katalysemittel tragen.
