DE3626395C2 - Anordnung zur Luftfilterung für Kraftfahrzeuge - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf eine Anordnung zur Luft­ filterung für Kraftfahrzeuge mit einem ausschaltbaren Staubfilter.

Es ist bekannt, daß im Stadtverkehr, bei Tunneldurch­ fahrten und auch im Falle eines Fahrzeugstaus die Außenluft angereichert ist mit Staub und Schadgasen, die in neuerer Zeit als Auslöser für gesundheitliche Schäden erkannt wurden. Sogenannte Grobstaub- oder Pollenfilter, die für stationäre Anlagen in Gebäuden verwendet werden, sind zwar in der Lage, Pollen zu­ rückzuhalten, die allergische Reaktionen, beispiels­ weise Heuschnupfen, auslösen können. Derartige Filter sind aber nicht geeignet, Feinstaub, wie beispielsweise lungengängige Rußpartikel, zurückzuhalten. Auch Schad­ gase können damit nicht entfernt werden. Wegen ihres verhältnismäßig hohen Druckverlustes und großen Raum­ bedarfs sind sie jedoch für den Einbau in Kraftfahr­ zeuge nicht geeignet. In Kraftfahrzeugen müssen be­ kanntlich verhältnismäßig große Luftmengen, beispiels­ weise für PKW, etwa 600 m³/h durch das Fahrzeug geför­ dert werden, um die Erwärmung des Innenraumes in er­ träglichen Grenzen zu halten. Dies gilt auch für Fahr­ zeuge mit Klimaanlagen, in denen zusätzliche Kälte­ aggregate die aus dem Innenraum angesaugte Luft abküh­ len und wieder in den Innenraum zurückfördern.

Es ist eine Anordnung zur Luftfilterung für Kraft fahr­ zeuge mit einem Staubfilter bekannt, dem eine bewegli­ che Klappe zugeordnet ist. Das Staubfilter ist in der Frischluftzuführung unbeweglich angeordnet. Die Klappe befindet sich in der Luftzuführung zum Ventilator und verschließt in einer Endstellung die Frischluftzufüh­ rung und in der anderen die Umluftöffnung. Der Ventila­ tor fördert somit wahlweise die Frischluft oder die Umluft zu einem nachgeordneten Verdampfer sowie einem Wärmetauscher für eine Klimaanlage. In dieser bekannten Ausführungsform wird somit nur die Außenluft gefiltert. In der Frischluftzuführung ist vor dem Filter in einem Luftsammelkasten eine verhältnismäßig großflächige Leiste oder Lamelle angeordnet, die durch Luftumlenkung eine Zentrifugalabscheidung von Staub und Wasser bewirkt. Unterhalb der Lamelle ist eine Ablauftülle für die abgeschiedene Feuchtigkeit angeordnet (DE-OS 33 30 951).

Es ist ferner bekannt, in einer Anordnung zur Belüftung von Kraftfahrzeugen wenigstens ein bewegliches Filter vorzusehen, das aus dem Ansaugkanal für die Außenluft ausschwenkbar ist. Es kann beispielsweise ein als Staubfilter dienendes Grobfilter und ein als Abgasfil­ ter dienendes Feinfilter zur katalytischen Umsetzung von Kohlenmonoxid CO in Kohlendioxid CO₂ hintereinander in der Ansaugleitung eingebaut sein. Die Filter sind als schwenkbare Klappen ausgebildet. Mit dieser Ein­ richtung kann jedoch nicht zugleich die Umluft ge­ filtert werden (DE-AS 22 41 647).

Mit einer weiteren bekannten Ausführungsform einer Ein­ richtung zur Belüftung des Innenraums eines Personen­ kraftwagens kann sowohl die Außenluft als auch die Umluft gefiltert werden. Die Ansaugkanäle für die Außenluft und die Umluft enthalten jeweils mindestens ein Filter und sind jeweils mit einer Klappe versehen. Über einen dritten Kanal kann auch ungefilterte Außen­ luft vom Ventilator angesaugt werden (DE-OS 24 16 805).

Es ist auch bekannt, daß Fahrzeug-Lüftungsanlagen mit geregelter Strömungseinstellung versehen sein können. In der hohlzylindrischen Verteilerkammer ist eine Luft­ verteilerklappe um die Zylinderachse drehbar gelagert. Mit ihrer Drehung wird die Luft auf verschiedene Aus­ lässe verteilt. Mit dieser Einrichtung kann jedoch nicht wahlweise Zuluft oder Umluft gefiltert werden (DE-OS 32 11 962).

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, eine An­ ordnung zur Luftfilterung zum Einbau in Kraftfahrzeuge zu schaffen, die trotz geringem Raum­ bedarfs ohne wesentliche Erhöhung der Ventilatorlei­ stung und -geräusche betrieben werden kann.

Gemäß der Erfindung wird die vorgenannte Aufgabe gelöst mit den kennzeichnenden Merkmalen des Anspruchs 1. In dieser Ausführungsform wird in einer Endstellung des Luftfilters gefilterte Außenluft und ungefilterte Umluft und in der anderen Endstellung wird gefilterte Umluft und ungefilterte Außenluft angesaugt. Mit der Drehung des Filters wird zunächst die Zuführung der ungefilterten Umluft unterbrochen, dann teilweise gefilterte Zuluft und Umluft angesaugt und anschließend nur die Umluft gefiltert.

In einer besonderen Ausführungsform der Anordnung kann in der Außenluftzuführung eine Luftumlenkung zur Zen­ trifugalabscheidung von Staub und Wasser vorgesehen sein.

Zur weiteren Erläuterung der Erfindung wird auf die Zeichnung Bezug genommen, in der ein Ausführungsbei­ spiel einer Anordnung zur Luftfilterung gemäß der Er­ findung schematisch veranschaulicht ist.

In der dargestellten Ausführungsform einer Anordnung zur Luftfilterung für die integrierte Heizungs- und Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges ist ein Staubfilter 2 als flacher Drehschieber ausgeführt, der um die Achse eines hohlzylindrischen Teils eines Zuluftkanals 4 oberhalb eines Ventilators 6 drehbar gelagert ist. Einander am Umfang etwa gegenüberliegende Mantelteile 8 und 9 des Zuluftkanals 4 sind derart jeweils mit einer Einlaßöffnung 12 für die Außenluft AL und einer Einlaß­ öffnung 14 für die Umluft UL versehen, daß mit der Dre­ hung des Staubfilters 2 um seine Achse 16 die Luft­ strömung durch diese Öffnungen gesteuert wird.

In der Zuführung der Außenluft AL ist vor dem Einlaß 12 eine Lamelle 20 angeordnet, die im Luftsammelkanal 18 eine Umlenkung der Luftströmung bewirkt, wie es in der Figur durch einen Pfeil angedeutet ist. Diese Lamelle 20 bildet an ihrer unteren Kante eine Rinne, die mit einem in der Zeichnung nicht dargestellten Wasserablauf versehen ist. Die nicht näher bezeichnete Wandung des Luftsammelkanals 18 hat zu einer Drehachse in der Rinne an der Unterkante der Lamelle 20 einen wenigstens an­ nähernd gleichen Abstand, so daß eine Rotation der Außenluft mit geringem Druckverlust erfolgt. Im Luft­ sammelkanal 18 wird diese gebogene Wandung durch eine Schöpfzunge 21 fortgesetzt, die aus dem rotierenden Luftstrom im unteren Bereich einen groben Staub und Feuchtigkeit enthaltenden Anteil abschöpft. Zu diesem Zweck erhält die Schöpfzunge 21 zum Drehpunkt einen etwas geringeren Radius als die davor ankommende übrige Wandung. Der dynamische Druck des abgeschöpften Luftan­ teils bewirkt den Abtransport der Luft mit einem Überdruck gegenüber der Umgebung. Für den Abtransport ab­ geschiedener Feuchtigkeit ist ein Ablauf 22 vorgesehen. Der Luftsammelkanal 18 ist durch ein Gitter 19 abge­ deckt, bei dem die Flachseiten der nicht näher bezeich­ neten Stäbe vorzugsweise im wesentlichen in Strömungs­ richtung verlaufen.

In der Stellung I des Filters 2 wird vom Ventilator 6 gefilterte Außenluft AL und ungefilterte Umluft UL ange­ saugt. In der Stellung II ist die Öffnung 14 für die Umluft UL geschlossen. In der Stellung III wird gefilterte Außen­ luft AL und gefilterte Umluft UL zugeführt. In der Stel­ lung IV ist die Öffnung 12 für die Außenluft AL gesperrt und in der Stellung V wird gefilterte Umluft UL und unge­ filterte Außenluft AL zugeführt. In den verschiedenen Stellungen I bis V des Filters 2 ergeben sich etwa folgende Luftdurchsätze der Außenluft AL und der Umluft UL:

In der Stellung I mit freiem Zutritt der Umluft UL wird durch den höheren Strömungswiderstand des Filters 2 vom Ventilator 6 nur ein geringer Teil der Außenluft AL mit angesaugt, der eine Außenluftversorgung des Fahrzeuginnenraums sicherstellt. Der Gesamtluftstrom von 100% wird beispielsweise über einen Kühler 24 einer in der Figur nicht dargestellten Klimaanlage zum Innenraum des Kraftfahrzeugs transportiert. In den Stellungen II, III und IV wird durch den Strömungs­ widerstand des Filters 2 der Volumenstrom auf etwa 60% gesenkt. In der Stellung V mit freiem Zutritt der Außenluft AL über den Einlaß 12 wird nur ein geringer Teil der Umluft UL über das Filter 2 angesaugt.

Zum Auswechseln oder zum Reinigen des Staubfilters 2 kann die Mantelfläche des Zuluftkanals 4 zweckmäßig mit einer verschließbaren Öffnung versehen sein. Zu diesem Zweck kann beispielsweise eine Mantelteilfläche 26 oberhalb des Einlasses 12 abnehmbar sein.

Claims (2)

1. Anordnung zur Luftfilterung, insbesondere für die Klimaanlage eines Kraftfahrzeuges, mit einem integrier­ ten Heizungs- und Staubfilter, gekenn­ zeichnet durch die Ausführung des Staub­ filters (2) als flacher Drehschieber, der in einem hohlzylindrischen Teil des Zuluftkanals (4) eines Ventilators (6) angeordnet und um die Achse (16) des Zylinders drehbar gelagert ist, dessen einander etwa gegenüberliegende Mantelteile (8, 9) derart jeweils mit einer Einlaßöffnung (12, 14) für die Außenluft (AL) bzw. Umluft (UL) versehen sind, daß das Staubfilter (2) mit seiner Drehung um die Achse (16) in die Strö­ mung der Außenluft (AL) oder die Strömung der Umluft (UL) oder in beide Strömungen einschwenkbar ist.

2. Anordnung nach Anspruch 1, gekennzeich­ net durch eine Lamelle (20) im Luftsammelkanal (18) vor der Einlaßöffnung (12) für die Außenluft (AL) zur Zentrifugalabscheidung von Wasser und/oder Staub.