DE4137520A1

DE4137520A1 - Vorrichtung zum erfassen des grads der verstopfung eines staubfilters

Info

Publication number: DE4137520A1
Application number: DE4137520A
Authority: DE
Inventors: Hideo Asano; Kenichi Fujiwara; Toshihiro Takahara
Original assignee: NipponDenso Co Ltd
Current assignee: Denso Corp
Priority date: 1990-11-16
Filing date: 1991-11-14
Publication date: 1992-05-21
Also published as: GB9124231D0; JP3132092B2; GB2250452B; GB2250452A; US5205156A; JPH054014A

Description

Die Erfindung betrifft Staubfilter zum Auffangen von in Luft befindlichem Staub, insbesondere eine Vorrichtung zum Erfassen des Grads an Verstopfung des Staubfilters und zum Erzeugen eines diesen anzeigenden Signals.

Bekannt ist ein Staubfilter, der durch einen groben Siebteil und einen feinen Siebteil gebildet ist, wobei in jedem dieser Siebteile ein wärmeempfindlicher elektrischer Widerstand an geordnet und eine durch diese Widerstände gebildete Brücken schaltung vorgesehen ist. Die Brückenschaltung ist an ihren Klemmen, an denen keine Spannung angelegt ist, mit einer Warn vorrichtung verbunden, die eine Warnung abgibt, wenn ein Ver hältnis der Werte der wärmeempfindlichen Widerdstände größer als ein gegebener Wert ist, vgl. die japanische Gebrauchsmu ster-Veröffentlichung No. 55-65 119. Bei diesem Stand der Tech nik ist in einem herkömmlichen feinen Siebteil des Staubfil ters ein spezieller Teil eines groben Siebs vorgesehen, wird ein Wert eines elektrischen Widerstands an diesem groben Sieb teil erhalten durch Messen der Geschwindigkeit eines durch den groben Siebteil hindurchtretenden Luftstroms und wird ein Wert eines elektrischen Widerstands am feinen Siebteil erhalten durch Messen der Geschwindigkeit eines durch den feinen Sieb teil hindurchtretenden Luftstroms. Hiermit wird ein Verhältnis des Werts des gemessenen elektrischen Widerstands am groben Siebteil zu einem Wert des elektrischen Widerstands am feinen Siebteil berechnet aus der Geschwindigkeit eines durch die groben und feinen Siebteile hindurchtretenden Luftstroms.

Dieser Stand der Technik hat den Nachteil, daß zur Erfassung des Grads an Verstopfung des Luftfilters ein speziell ausge legter Staubfilter verwendet werden muß, d. h. zusätzlich zu einem herkömmlichen feinen Siebteil muß im Staubfilter ein grober Siebteil vorgesehen sein. Demnach besteht ein Bedarf an einer verbesserten Vorrichtung, die den Grad an Verschmutzung eines Staubfilters von normaler Auslegung erfassen kann.

Aufgabe der Erfindung ist die Schaffung einer Vorrichtung zur genauen Erfassung des Grads an Verschmutzung eines Staubfil ters, wobei der Staubfilter von normaler Bauart ist mit einem gleichförmigen feinen Sieb auf seiner gesamten Fläche.

Die Lösung dieser Aufgabe erfolgt erfindungsgemäß durch eine Vorrichtung zum Erfassen des Grads an einer durch Ansammlung von Staub verursachten Verstopfung in einem Filter zum Auffan gen von Staub in einem in einem Luftkanal befindlichen Luft strom, wobei sich die Vorrichtung auszeichnet durch wenigstens zwei Sensoren, die im Luftkanal an Stellen des Luftstroms an geordnet sind, die jeweils unterschiedlichen Abschnitten des Staubfilters entsprechen, wobei die Sensoren elektrische Sig nale abgeben, die die Luftstromgeschwindigkeit der jeweiligen Teile des Luftstroms angeben, durch eine Einrichtung zum Be stimmen einer Geschwindigkeitsdifferenz an den Teilen eines in dem Staubfilter eingeführten Luftstroms, durch einen Kompara tor zum Vergleichen der Größen der Signale von den Sensoren an den jeweiligen Teilen des Luftstroms und durch eine Einrich tung zum Abgeben eines Signals, das anzeigt, daß ein gegebener Grad der Verschmutzung im Staubfilter eingetreten ist, wenn zwischen den von den Sensoren abgegebenen Signalen eine gege bene Beziehung erreicht ist.

Erfindungsgemäß sind Strömungsgeschwindigkeitssensoren an Tei len des Luftstroms vorgesehen, die wenigstens jeweils zwei Ab schnitten des Staubfilters entsprechen, wobei eine Einrichtung vorgesehen ist zum Differenzieren der Geschwindigkeit der Tei le des in die jeweiligen Abschnitte des Staubfilters einge führten Luftstroms und die Luftstromgeschwindigkeitssensoren die Geschwindigkeiten des durch die jeweiligen Abschnitte des Staubfilters hindurchtretenden Luftstroms erfassen und ver gleichen. Die Geschwindigkeiten des Luftstroms an den ver schiedenen Abschnitten des Luftstroms bewirken, daß die durch den Staubfilter hindurchtretende Luftmenge je Zeiteinheit an den beiden Abschnitten des Staubfilters unterschiedlich ist, wobei auf Grund des Unterschieds der Luftmenge an diesen bei den Abschnitten die durch den Staubfilter aufgefangene Staubmenge der Luft an diesen beiden Abschnitten unterschied lich ist. Es ist nämlich die Staubmenge, die am ersten Ab schnitt des Staubfilters aufgefangen wird, durch den der Luftstromteil mit der niedrigen Luftgeschwindigkeit hindurch tritt, kleiner als die Staubmenge, die am zweiten Abschnitt des Luftfilters eingefangen wird, durch den der Luftstromteil mit der hohen Luftgeschwindigkeit hindurchtritt. Die Geschwin digkeit des Verstopfens im zweiten Abschnitt mit hoher Luftge schwindigkeit ist höher als diejenige im ersten Abschnitt mit niedriger Luftgeschwindigkeit. Wenn der Staubfilter neu ist, ist die Geschwindigkeit, die durch den Luftstromgeschwindig keitssensor im Strömungsteil mit hoher Luftgeschwindigkeit am zweiten Abschnitt des Staubfilters erfaßt wird, größer als die Geschwindigkeit, die durch den Luftstromgeschwindigkeitssensor im Luftstromteil mit kleiner Luftstromgeschwindigkeit am er sten Abschnitt des Staubfilters erfaßt wird. Trotzdem ist als Ergebnis einer aufeinanderfolgenden Verwendung des Staubfil ters die Verstopfungsgeschwindigkeit des zweiten Abschnitts des Staubfilters, durch den der Hochgeschwindigkeitsteil des Luftstroms hindurchtritt, viel größer als am ersten Abschnitt des Staubfilters, durch den der Luftteil mit kleiner Geschwin digkeit hindurchtritt. Als Ergebnis erfährt die Luftgeschwin digkeit des dem zweiten Abschnitt des Staubfilters entspre chenden Luftstroms einen sehr starken Abfall. Im Gegensatz hierzu ist am ersten Abschnitt des Staubfilters, in den der Luftstrom mit kleiner Geschwindigkeit eingeführt wird, die Verstopfungsgeschwindigkeit des Staubfilters klein. Somit bleibt die durch den Sensor im ersten Teil des Luftstroms er faßte Luftgeschwindigkeit während des Gebrauchs im wesentli chen unverändert. Als Ergebnis wird nach langem Gebrauch der Wert der Luftstromgeschwindigkeit, ermittelt durch den Sensor in dem dem zweiten Abschnitt des Luftfilters entsprechenden Teil, größer als der Wert der Luftstromgeschwindigkeit, ermit telt durch den Sensor in dem dem ersten Abschnitt des Luft filters entsprechenden Teil. Ein durch beide Sensoren ermit telter gleicher Wert der Luftstromgeschwindigkeit bedeutet nämlich, daß die Werte der Luftstromwiderstände in beiden Abschnitten gleich sind. Die Orte der Sensoren und/oder die Form und/oder die Abmessung des Hindernisses zur Erzielung unterschiedlicher Luftstromteile mit unterschiedlichen Luft geschwindigkeiten zur Einführung in unterschiedliche Abschnit te des Luftfilters sind derart festgelegt, daß die Werte des durch beide Sensoren ermittelten Luftstromwiderstands bei Gleichheit einem Schwellwert des Luftstromwiderstands zum Bestimmen eines Austauschs des Staubfilters gleich sind. Als Ergebnis kann ein eine Zeitfolge für einen Austausch des Staubfilters anzeigendes Signal erzielt werden, wenn ein Aus gangsniveau aus einem das Signalniveau aus beiden Sensoren vergleichendem Komparator gleich einem gegebenen Ausgang wird, zum Beispiel einem logischen Signal "1", welches anzeigt, daß die Signalniveaus aus beiden Sensoren gleiche oder benachbarte Werte sind.

Erfindungsgemäß sind die Sensoren zur Erfassung des Luftstroms in Teilen des Luftstroms angeordnet, die durch wenigstens zwei Abschnitte des Staubfilters mit demselben Grad von Feinheit hindurchtreten. Somit sind bei der Erfindung Teile mit unter schiedlicher Feinheit, wie beim Stand der Technik nicht erfor derlich. Demnach kann die Erfindung die Schwierigkeit des Standes der Technik bei Verwendung von Abschnitten mit unter schiedlicher Feinheit in ein und demselben Staubfilter vermei den, d. h., es ist schwierig, einen gewünschten Unterschied im Grad der Feinheit der beiden Abschnitte zu erhalten, weshalb die Empfindlichkeit instabil ist.

Im folgenden werden Ausführungsbeispiele der Erfindung anhand der Zeichnung beschrieben. Es zeigen:

Fig. 1 eine Ansicht einer ersten Ausführungsform der Erfin dung;

Fig. 2 Kurven der durch zwei Sensoren erfaßten Luftstromge schwindigkeiten über einem Strömungswiderstandsfaktor des Staubfilters;

Fig. 3 ein Hindernis und dessen Montage bei einer Ausführungs form der Erfindung;

Fig. 4 und 5 jeweils Abänderungen eines Hindernisses, das an stelle des in Fig. 3 verwendeten verwendet wird;

Fig. 6 eine Ansicht eines Komparators und einer Warnvorrich tung nach der Erfindung:

Fig. 7 eine Teilansicht eines Klimageräts für ein Kraftfahr zeug, bei dem ein Staubfilter nach der Erfindung ver wendet wird;

Fig. 8 eine Teil- und Schrägansicht eines Hindernisses und einer Erfassungseinheit von Fig. 7;

Fig. 9 eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der eine Geschwindigkeitsdifferenz des Luftstroms an einem Staubfilter durch einen gekrümmten Kanal erzielt wird;

Fig. 10 eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausfüh rungsform der Erfindung;

Fig. 11 eine vergrößerte Ansicht eines in Fig. 10 gezeigten Teils;

Fig. 12 eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht einer weiteren Aus führungsform der Erfindung;

Fig. 13 eine vergrößerte Ansicht eines in Fig. 12 gezeigten Teils;

Fig. 14 eine Vorderansicht des in Fig. 13 gezeigten Hinder nisses;

Fig. 15 eine Beziehung zwischen einem Verhältnis eines Gesamt querschnitts zu einem wirksamen Querschnitt und einer Zunahme eines Strömungswiderstands;

Fig. 16 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfindung;

Fig. 17 eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausfüh rungsform der Erfindung;

Fig. 18 eine teilweise Schrägansicht eines Hindernisses und einer Erfassungseinheit von Fig. 17;

Fig. 19 eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht einer weiteren Ausfüh rungsform der Erfindung;

Fig. 20 eine Ansicht einer weiteren Ausführungsform der Erfin dung;

Fig. 21 eine der Fig. 7 ähnliche Ansicht einer weiteren Aus führungsform der Erfindung;

Fig. 22 eine teilweise Schrägansicht eines Hindernisses und einer Erfassungseinheit von Fig. 21;

Fig. 23 eine Ausführungsform, bei der ein Hindernis und eine Erfassungseinheit als Einheit kombiniert sind;

Fig. 24 und 25 jeweils Abänderungen der Ausführungsform von Fig. 23.

In Fig. 1 ist ein Staubfilter 1 in einem Luftkanal 2 angeord net, in dem Luft in Richtung eines Pfeils F strömt. Stromauf des Staubfilters 1 ist ein gegenüber dem Luftstrom wirksames Hindernis 3 am Luftkanal 2 an einem innerhalb des Luftkanals 2 befindlichen Teil des Staubfilters 1 befestigt. Die Funktion dieses Hindernisses 3 besteht im Ändern der Geschwindigkeit des Luftstroms im Luftkanal 2 an unterschiedlichen Abschnitten des Staubfilters 1. Das Hindernis 3 besteht aus dünnwandigem Material, z. B. Blech, in der Form eines Kegelstumpfs mit einer kleinen Öffnung mit einem Durchmesser E und mit einer größeren Öffnung mit einem Durchmesser D und mit einer Mittel achse, die quer zur Gesamtebene des Staubfilters 1 verläuft. Die größere Öffnung ist dem Staubfilter 1 zugewandt und be rührt diesen.

Es sei angenommen, daß ein Luftstrom mit einer Strömungsmenge V_o und einer Strömungsgeschwindigkeit F in Richtung eines Pfeils F in den Luftkanal 2 eingeführt wird. In diesem Fall erweitert sich der bei der kleinen Öffnung mit dem Durchmesser E in das Hindernis 3 eingeführte schmale Luftstrom, wenn die ser an einem ersten Abschnitt (eine Fläche), die mit dem Hin dernis 3 an der großen Öffnung mit dem Durchmesser D in Berüh rung steht, in den Staubfilter 1 eingeführt wird und durch ihn hindurchtritt. Die Geschwindigkeit des erweiterten Luftstroms am ersten Abschnitt des Staubfilters 1 ist daher kleiner als die Geschwindigkeit des normalen Luftstroms, der in die andere vom Hindernis 3 nicht bedeckte Fläche des Staubfilters 1 ein geführt wird.

Gemäß Fig. 1 ist ein erster Luftstromgeschwindigkeitssensor A innerhalb der Luftkanals 2 an einer Stelle stromab vom Staub filter 1 am vom Hindernis 3 bedeckten ersten Abschnitt (eine Fläche) mit dem Durchmesser D angeordnet, während ein zweiter Luftstromgeschwindigkeitssensor B an einer Stelle stromab des Staubfilters am vom Hindernis 3 nicht bedeckten zweiten Ab schnitt (eine weitere Fläche) angeordnet ist. Unter der An nahme, daß der Staubfilter 1 neu ist, werden eine vom ersten Luftstromgeschwindigkeitssensor A erfaßte Luftstromgeschwin digkeit fa und eine von den ersten und zweiten Luftstromge schwindigkeitssensoren A bzw. B erfaßte Luftstromgeschwin digkeit fb durch die folgenden Gleichungen erhalten:

fa ≅ V_o·E²/D², fb ≅ V_o,

wobei der Wert von D größer als derjenige von E ist (D E).

Die obigen Gleichungen zeigen, daß die Luftstromgeschwindig keit fb größer als fa sein muß. Wenn daher ein Verhältnis der Staubmenge zur Luftmenge V_o gleich γ ist, so werden die Staubmenge Ma je Zeiteinheit, die am ersten Abschnitt (eine Fläche) des Staubfilters 1 mit dem Durchmesser D stromab vom Hindernis 3 (stromauf vom ersten Sensor A) haften, und die Staubmenge Mb je Zeiteinheit die am zweiten Abschnitt (eine weitere Fläche) des Staubfilters 1 stromauf vom zweiten Sensor B haften, jeweils durch die folgenden Gleichungen ausgedrückt:

Ma ≅ γV_o·E²/D², Mb ≅ γV_o,

wobei D<E. Wenn die je Zeiteinheit anhaftenden Staubmengen Ma und Mb verglichen werden, ist die erstere kleiner als die letztere (Ma<Mb). Somit muß die vom zweiten Sensor B erfaßte Geschwindigkeit fb viel schneller abfallen als die vom ersten Sensor A erfaßte Luftstromgeschwindigkeit. Dies bedeutet, daß bezüglich des Werts der Luftstromgeschwindigkeit fa, die er faßt wird durch den dem stromab vom Hindernis 3 gelegenen Ab schnitt des Staubfilters 1 entsprechenden zweiten Sensor A, der Wert der Luftstromgeschwindigkeit fb, die erfaßt wird durch den zweiten Sensor B, welcher der Fläche ohne das Hin dernis 3 entspricht, viel kleiner wird, wenn nach Beginn des Gebrauchs eines neuen Staubfilters 1 eine gewisse Zeit ver strichen ist.

Gemäß Fig. 1 hat ein Komparator 6 zwei mit den Ausgängen der ersten und zweiten Sensoren A bzw. B verbundene Eingänge und einen mit einer Warnvorrichtung 7 verbundenen Ausgang. Diese Warnvorrichtung gibt ein Warnsignal ab, wenn festgestellt wird, daß die Ausgangssignale aus den Geschwindigkeitssensoren A und B sich auf derselben Höhe befinden.

Fig. 2 zeigt, wie sich die von den Luftgeschwindigkeitssensoren A und B ermittelten Luftgeschwindigkeiten fa und fb gemäß dem Strömungswiderstandsfaktor ξ (≅2×Δp/ρv²) des Staubfilters 1 ändern, wobei Δp ein Druckabfall über dem Staubfilter 1, ρ eine Luftdichte und V eine Luftstrommenge sind. Aus Fig. 2 ist ersichtlich, daß an der Stelle stromab vom ersten Abschnitt des Staubfilters 1 mit dem Durchmesser D entsprechend dem Hindernis 3 keine wesentliche Änderung der Luftstromgeschwindigkeit fa vorliegt unabhängig von einer Zunahme des Filterstromwiderstands ξ auf Grund einer Verstopfung des Staubfilters 1. Im Gegensatz hierzu wird die Luftstromgeschwindigkeit fb am zweiten Abschnitt entsprechend dem Abschnitt des Staubfilters 1 ohne das Hindernis 3 im wesentlichen linear vermindert entsprechend der Zunahme des Filterstromwiderstands ξ auf Grund einer Verstopfung des Staubfilters 1. Bei einem speziellen Wert des Strömungswiderstands ξc (Punkt c in Fig. 2) ist der Wert fa gleich dem Wert fb, wobei der Wert des Luftstroms fb dann weiter abnimmt, wenn der Filterstromwiderstand ξ zunimmt. Wenn ein spezieller Schwellenwert ξc des Filterstromwiderstands ξ, bei dem ein gebrauchter Staubfilter 1 ersetzt werden soll, geeignet gewählt ist entsprechend der Konstruktion, der Eigenschaft und dem Zweck des Staubfilters 1 und wenn die Abmessungen D und E des Hindernisses 3, die der Charakteristik der am Punkt ξc mit der Kurve fb in Berührung stehenden Kurve von fa entsprechen, ebenfalls geeignet gewählt sind, kann von der Warnvorrichtung 7 ein Warnsignal rechtzeitig abgegeben werden, wenn der Grad der Verstopfung des Staubfilters 1 einem gegebenen Schwellen wert entspricht, bei dem der Staubfilter 1 ersetzt werden sollte. Bei der Ausführungsform des Hindernisses 3 als kegel förmiges Rohr gemäß Fig. 1 kann ein spezieller Wert ξc des Filterstromwiderstandsfaktors erhalten werden durch Verändern des Verhältnisses des inneren Durchmessers D der großen Öff nung zum inneren Durchmesser E der kleinen Öffnung.

Die Fig. 3 bis 5 zeigen Ausführungsformen, bei denen der Schwellenwert ξc des Filterstromwiderstandfaktors geändert werden kann. In Fig. 3 bildet das Hindernis 3 in der Form eines Kegelstumpfs einen einstückig angeformten Flanschteil 4 mit im wesentlichen U- oder halbkreisförmigem, nach innen of fenem Querschnitt. Ein rohrförmiger Halter 5 mit einem inneren Durchmesser D ist in den Flanschteil 4 des Hindernisses 3 ein gesetzt und auf der Vorderseite des Staubfilters 1 angeordnet, vgl. Fig. 1. Der Halter 5 ist über ein Tragglied 36 mit einer an der Innenseite des Luftkanals 2 befestigten Halterbasis 37 verbunden, vgl. Fig. 1. Das vordere Ende des rohrförmigen Hal ters 5 ist mit einem radialen ringförmigen Vorsprung 38 verse hen, der von innen in die durch den Flanschteil 4 des Hinder nisses 3 gebildete Ringnut eingesetzt ist. Folglich ergibt sich eine leicht lösbare Verbindung des Hindernisses mit dem Luftkanal 2 über die Glieder 36 und 37.

Die Fig. 4 und 5 zeigen Abänderungen des Hindernisses 3 mit demselben Innendurchmesser D wie demjenigen von Fig. 3, wobei aber die Innendurchmesser E jeweils geändert sind. Anstelle des Hindernisses 3 in Fig. 3 ist das Hindernis 3 von Fig. 4 oder 5 durch den Halter 5 so montiert, daß sich der Sollwert von ξc ändert, wenn der Staubfilter 1 ersetzt ist.

Fig. 6 zeigt Luftgeschwindigkeitssensoren A und B, die den wärmeempfindlichen elektrischen Widerständen Ra bzw. Rb gleichwertig und mit elektrischen Widerständen 8 bzw. 9 ver bunden sind, um hierdurch einen Komparator 6 zu bilden. Die wärmeempfindlichen Widerstände Ra und Rb und die Widerstände 8 und 9 bilden eine Brückenschaltung mit einem ersten Paar von diagonalen, mit einer Batterie 10 verbundenen Punkten (Klem men) 6A und 6B und mit einem zweiten Paar von diagonalen, mit einer Warnvorrichtung 7 verbundenen Punkten (Klemmen) 6C und 6D. Diese Warnvorrichtung 7 ist durch eine Z-Diode 11 und eine hiermit in Reihe geschaltete LED-Diode 12 gebildet.

Die Fig. 7 und 8 zeigen eine weitere Ausführungsform der Er findung. Diese ist hier eine Vorrichtung zum Warnen bei Er mittlung des Verstopfens eines Staubfilters in einer Klimaan lage für ein Kraftfahrzeug. In Fig. 7 ist eine Gebläseeinheit 7 für eine Klimaanlage in einem Kraftfahrzeug vorgesehen. Ein Luftkanal 16 ist stromab der Gebläseeinheit 15 in Richtung eines Luftstroms aus der Gebläseeinheit 15 angeordnet und mit einer Kühleinheit 17 einschließlich eines Verdampfers 18 ver sehen zum Erzielen eines Luftkühlbetriebs für die Luftkondi tionierung, wenn ein Kühlmittel verdampft wird. Der Staubfil ter 1 nach der Erfindung ist innerhalb des Luftkanals 16 an dessen an die Kühleinheit 17 angrenzendem Ende angeordnet. Auf der stromab gelegenen Seite des Staubfilters 1 ist auf einem Teilabschnitt hiervon ein Hindernis angeordnet. Eine Erfas sungseinheit 20 ist zwischen dem Staubfilter 1 und dem Ver dampfer 18 der Kühleinheit 17 angeordnet.

In Fig. 8 hat die Erfassungseinheit 20 eine rechteckige Grund platte 21, auf der eine U-förmige strömungsformende Platte 22 aus dünnwandigem Material, zum Beispiel Metall, so befestigt ist, daß ein U-förmiger Raum zwischen der Grundplatte 21 und der strömungsformenden Platte 22 gebildet wird. Innerhalb des Raums ist eine Trennwand 23 angeordnet, die ihn in zwei Teile unterteilt, in denen Luftstromgeschwindigkeitssensoren 24 bzw. 25 angeordnet sind. Eine Warneinheit 26 nimmt einen Komparator 6 und eine Warnvorrichtung 7 auf. Die Warneinheit 26 befindet sich an einer geeigneten Stelle in einem Kraftfahrzeug, zum Beispiel in der Nähe des nicht gezeigten Fahrersitzes, und ist über eine Verbindungsleitung 27 angeschlossen. Die Grundplatte 21 ist in eine Außenwandstruktur 17-1 der Kühleinheit 17 über eine nicht gezeigte Öffnung in der Wandstruktur 17-1 einge setzt und mit der Kühleinheit 17 in der Weise fest verbunden, daß die stromformende Platte 22, die Trennwand 23 und die Strömungsgewindigkeitssensoren 24 und 25 einer stromab gelege nen Seite des Staubfilters 1 zugewandt sind.

Ein Hindernis 30 befindet sich am stromab gelegenen Ende des Luftkanals 16. Bei dieser Ausführungsform besteht das Hinder nis 30 aus einer Trennplatte 31, die aus einem flachen dünn wandigem Material, zum Beispiel Metall, besteht und in eine im Luftkanal 16 ausgebildete nicht gezeigte Öffnung eingepaßt ist, und aus einem der Strömung widerstehenden Glied 32. Die Trennplatte 31 befindet sich stromauf vom strichpunktiert dargestellten Staubfilter 1 und ist mit dem Luftkanal 16 so verbunden, daß sie in derselben Ebene wie derjenigen der Trennplatte 23 der Erfassungseinheit 20 angeordnet ist. Das der Strömung widerstehende Glied 32 ist L-förmig mit einer sich in Längsrichtung zum Staubfilter 1 erstreckenden Trenn platte 33, die mit einem freien Ende der Trennplatte 31 ver bunden ist, und mit einer der Strömung widerstehenden Platte 34, deren Breite kleiner als diejenige der Trennplatte 33 ist. Das freie Ende der Platte 34 ist in eine im Luftkanal 16 aus gebildete nicht gezeigte Montageöffnung eingepaßt. Die der Strömung widerstehende Platte 34 befindet sich stromauf von einem der Sensoren 24 und 25 der Erfassungseinheit 20, vor zugsweise dem Sensor 24 an einer Ecke des Staubfilters 1, so daß zwischen der der Strömung widerstehenden Platte 34 und der Trennplatte 31 eine schmale Öffnung 35 gebildet ist, durch die die Luftmenge, die zu einem den Sensor 24 aufnehmenden Ab schnitt 22-1 zwischen der strömungsformenden Platte 22 und der Trennplatte 23 strömt, kleiner gemacht wird als die Luftmenge, die zu einem Abschnitt 22-2 zur Aufnahme des Sensors 25 strömt.

Gemäß der Ausführungsform von Fig. 7 und 8 wird Luft aus der Gebläseeinheit 15 über den Luftkanal 16 in den Staubfilter 1 zum Entfernen des darin enthaltenen Staubs eingeführt und dann zum Verdampfer 18 der Kühleinheit 17 geleitet. Da die Trenn platte 33 des stromauf vom Staubfilter 1 angeordneten Hinder nisses 30 sich auf derselben Ebene wie derjenigen der Trenn platte 23 der stromab vom Staubfilter 1 gelegenen Erfassungs einheit 20 befindet, wird an den beiden Abschnitten 22-1 und 22-2 ein durch die Öffnung 35 gedrosselter Luftstrom nur an dem den Strömungsgeschwindigkeitssensor 24 aufnehmenden Ab schnitt 22-1 erzielt, während ein solcher gedrosselter Luft strom an dem den Strömungsgeschwindigkeitssensor 25 aufnehmen den Abschnitt 22-2 nicht erzielt wird. Folglich ist es wie bei der ersten Ausführungsform von Fig. 1 möglich, ein Verstopfen eines Staubfilters zu erfassen, und kann ein Warnsignal abge geben werden auf demselben Prinzip wie demjenigen, das von dem Komparator 6 und der Warnvorrichtung 7 von Fig. 2 angewendet wird.

Fig. 9 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung. Bei dieser Ausführungsform ändert ein Luftkanal 19 die Richtung eines darin befindlichen Luftstroms um 90° von seinem stromauf gelegenen Ende zu dem an seinem stromab gelegenen Ende befind lichen Staubfilter 1. Selbst wenn bei dieser Art von Luftkanal 19 der Strömungsverlauf am stromauf gelegenen Ende des Luftka nals gleichförmig mit konstanter Geschwindigkeit ist, wie durch das Luftstromdiagramm G gezeigt, wird der Strömungsver lauf, wenn er einer Richtungsänderung der Strömung um 90° un terworfen wird, ungleichförmig, wie durch das Luftstromdia gramm H gezeigt, da die auf den Luftstrom ausgeübten Flieh- und Reibungskräfte sich örtlich ändern. Es werden nämlich Ab schnitte mit unterschiedlichen Luftstromgeschwindigkeiten gemäß Diagramm H auf der Oberfläche des Staubfilters 1 er zeugt. Gemäß dieser Ausführungsform ist ein erster Sensor A stromab von dem Abschnitt des Staubfilters angeordnet, der der kleinsten Luftstromgeschwindigkeit ausgesetzt ist, und ist ein zweiter Sensor B stromab des Abschnitts des Staubfilters ange ordnet, der der größten Luftstromgeschwindigkeit ausgesetzt ist. Ferner sind der Komparator 6 und die Warnvorrichtung 7 gemäß Fig. 1 vorgesehen, wodurch ein Verstopfen des Staubfil ters 1 erfaßt und eine Warnung abgegeben werden auf Grund von Änderungen der Werte der durch die Sensoren A und B erfaßten Luftströmungsgeschwindigkeiten.

Die Fig. 10 und 11 zeigen eine Ausführungsform, bei der ein Hindernis 40 mit einem veränderlichen Luftströmungswiderstand stromauf vom Sensor A in der Erfassungseinheit 20 auf der ge genüberliegenden Seite des Staubfilters 1 angeordnet ist. Das Hindernis 40 ist im wesentlichen als halbzylindrischer der Strömung widerstehender Körper 41 ausgebildet mit einer Öff nung 42 an der Mitte der Länge und Breite des halbzylindri schen Körpers 41. Auf der Innen- oder Außenfläche des Körpers 41 sind zwei bewegliche Platten 43 als Teil eines zum Körper 41 konzentrischen Zylinders so ausgebildet, daß die Platten 43 um die Mitte des Zylinders auf dem Körper 41 gleiten und hier durch den Öffnungsgrad der Öffnung 42 steuern. Es sind zwei erste Tragarme 45 vorgesehen, deren eine Enden an den jeweili gen beweglichen Platten 43 angelenkt sind, während die anderen Enden mit einem Ende einer verschiebbaren Stange 46 verbunden sind, die gegenüber einem eine Basis bildenden Stützteil 44 in diametraler Richtung des Körpers 41 verschiebbar ist. Das Stützteil 44 befindet sich auf der Mitte der Öffnung 42 und erstreckt sich geringfügig in axialer Richtung, wobei zwei axial beabstandete Muttern 46-1 so auf die Stange 46 ge schraubt sind, daß diese auf dem Körper 41 sitzt. Es sind zwei zweite Tragarme 47 vorgesehen, deren eine Enden an den jewei ligen beweglichen Platten 43 angelenkt sind, während die ande ren Enden an der axialen Mitte des zylindrischen Körpers 41 befestigt sind. Der der Strömung widerstehende Körper 41 ist mittels einer mit der Trennplatte 48 verbundenen Montagebasis 49 mit der Innenwand des Luftkanals 16 verbunden.

Gemäß dieser Ausführungsform gestattet ein Lösen der auf die verschiebbare Stange 46 geschraubten Muttern 46-1 eine Freiga be der Stange 46 vom Stützteil 44, wodurch die Stange 46 ge genüber dem Stützteil 44 diametral zum halbzylindrischen der Strömung widerstehenden Körper 41 verschoben werden kann. Die se Schiebebewegung 46 der Stange 46 bewirkt ein Schwenken der ersten Arme 45, was ein Verschieben der bewegbaren Platten 43 auf der Zylinderfläche des Körpers 41 und hierdurch eine Ver größerung oder Verkleinerung des wirksamen Strömungsquer schnitts der Öffnung 42 gestattet. Die zweiten Arme 47 bewir ken eine stabile Bewegung der beweglichen Platten 43 längs der zylindrischen Innenfläche des Körpers 41. Wenn eine gewünschte Abmessung des wirksamen Querschnitts der Öffnung 42 erzielt ist, werden die Muttern 46-1 angezogen zur Befestigung der Stange 46 am Stützteil 44. Wie aus der obigen Beschreibung er sichtlich ist, ermöglicht die Ausführungsform von Fig. 10 und 11 eine veränderliche Steuerung der Luftmenge, die in den stromab vom Hindernis 40 befindlichen Abschnitt des Staubfil ters 1 eingeführt wird. Folglich kann ein durch das Verstopfen am stromab vom Hindernis 40 gelegenen Abschnitt bedingter Wert des Luftstromwiderstandfaktors ξ passend eingestellt werden.

Die Fig. 12 bis 14 zeigen eine weitere Ausführungsform der Er findung, bei der ein von Fig. 10 und 11 abweichendes Hindernis 50 mit veränderlichem Strömungswiderstand stromauf vom ersten Sensor A angeordnet ist. Das Hindernis 50 ist versehen mit einem der Strömung widerstehenden Körper 51 mit rechteckigem Querschnitt und mit einer Bodenplatte 52 mit einer Vielzahl von Öffnungen 54 (Fig. 14), die am Umfang um die Mitte der Bodenplatte 52 verteilt sind. Eine Welle 53 im Mittelteil der Bodenplatte 52 verbindet eine Drehplatte 55 drehbar mit dem Körper 51. Mehrere am Umfang verteilte Öffnungen 56 sind in der Drehplatte 52 an Stellen ausgebildet, die denjenigen der Öffnungen 54 in der Bodenplatte 52 entsprechen. Gemäß Fig. 14 haben die Öffnungen 54 in der Bodenplatte 52 und die Öffnungen 56 in der Drehplatte 55 jeweils denselben Durchmesser, sind an denselben radialen Positionen angeordnet und haben dieselbe Umfangsverteilung. Der rechteckige Körper 51 hat zwei gegen überliegende Seitenwände 57, die sich zu einer Tragplatte 58 erstrecken und mit der Innenwand des Luftkanals 16 verbunden sind, wodurch das Hindernis 50 am Luftkanal 16 befestigt ist.

Wenn gemäß der Ausführungsform von Fig. 12 bis 14 die Dreh platte 55 so positioniert ist, daß die Öffnungen 54 in der Bodenplatte 52 mit den Öffnungen 56 in der Drehplatte 55 fluchten, strömt die maximale Luftmenge zu dem stromauf vom Sensor A gelegenen Abschnitt des Staubfilters 1. Eine Drehung der Drehplatte 55 durch die Welle 53 bringt die Öffnungen 54 und 56 außer Fluchtung, wodurch die Menge der zum stromauf vom Sensor A gelegenen Abschnitt des Staubfilters 1 fließenden Luft verringert wird. Die Winkelposition der Drehplatte 55 ge genüber der stationären Bodenplatte 52 wird gesteuert zur Er zielung eines durch das Verstopfen des Staubfilters 1 verur sachten Strömungswiderstandsfaktors ξ.

Bei allen oben erläuterten Ausführungsformen ist S2 ein inne rer wirksamer Querschnitt des Hindernisses 3, 30, 40 oder 50, das an seinem in Berührung mit dem Staubfilter 1 stehenden En de zum Staubfilter offen ist (bei der Ausführungsform von Fig. 3 bis 5 ist dieser Querschnitt gleich πD²/4), während S1 ein innerer wirksamer Querschnitt des Hindernisses an dem zum Luftkanal 16 offenen entgegengesetzten Ende ist, d. h. der Querschnitt der durch die bewegliche Platte 53 oder 55 nicht bedeckten Öffnung 42 bzw. 54 (der letztere Querschnitt ist bei der Ausführungsform von Fig. 3 bis 5 gleich πE²/4). Die Fig. 15 zeigt die Beziehung zwischen dem Verhältnis des Quer schnitts S2 (gesamter Strömungsquerschnitt) zum Querschnitt S1 (wirksamer Strömungsquerschnitt) und eine Erhöhung des Strö mungswiderstands ΔP. Gemäß Fig. 15 kann der Strömungswider stand ΔP gemäß dem wirksamen Strömungsquerschnitt S1 gesteu ert werden. Das Hindernis 40 oder 50 mit veränderlichem Strö mungswiderstand ermöglicht eine Einstellung der Vorrichtung derart, daß sie der Charakteristik der Klimaanlage entspricht, an der die Vorrichtung montiert werden soll, wodurch eine ge wünschte Erfassung des Verstopfungsgrads des Staubfilters er zielt werden kann.

Bei der oben erwähnten ersten Gruppe von Ausführungsformen sind die Hindernisse 3, 30, 40 und 50 stromauf von der Erfas sungseinheit 20 unter Zwischenschaltung des Staubfilters 1 an geordnet. Jedoch ist bei der zweiten Gruppe von Ausführungs formen, wie noch zu beschreiben, ein Hindernis 40 dieser Aus führungsform stromab der Erfassungseinheit angeordnet. Die Fig. 16 und 17 entsprechen der in Fig. 1 gezeigten Ausführungsform der ersten Gruppe, wobei ein Hindernis 60 aus einer Platte aus zum Beispiel Metall hergestellt ist. Dieses Hindernis 60 be steht aus einer Trennplatte 61, die sich abwärts und senkrecht gegenüber der Ebene des Staubfilters 1 erstreckt, und aus einer der Strömung widerstehenden Platte 62, die sich quer zur Trennplatte 61 erstreckt, und ist stromab vom ersten Strö mungsgeschwindigkeitssensor A angeordnet. Ein Ende der der Strömung widerstehenden Platte 62 ist mit der Trennplatte 61 verbunden, während das andere Ende mit dem Luftkanal 16 ver bunden ist. Die der Strömung widerstehende Platte 62 hat an einer Stelle stromab vom Sensor A eine Öffnung 63. Das Hinder nis 60 verringert die Geschwindigkeit des Luftstroms im Be reich zwischen der Trennplatte 61 und dem Luftkanal 16, nach dem er durch einen Abschnitt des Staubfilters 1 hindurchgetre ten ist. Der Geschwindigkeitsabfall wird bestimmt durch die Größe der Projektion der der Strömung widerstehenden Platte 62 auf den Staubfilter 1 im Vergleich zur Geschwindigkeit des Luftstroms, der durch den verbleibenden Abschnitt des Staub filters 1 ohne ein Hindernis hindurchtritt.

Die Fig. 17 und 18 entsprechen der Ausführungsform von Fig. 7 und 8 der ersten Gruppe. Ein Hindernis 70 dieser Ausführungs form besteht aus einer Grundplatte 21, einer strömungsformen den Platte 22 in Form eines großes U, dessen Enden mit der Grundplatte 21 verbunden sind, und einer Trennplatte 23, die zwischen den Platten 22 und der Grundplatte 21 angeordnet ist und Abschnitte 22-1 und 22-2 bildet, in denen die Strömungsge schwindigkeitssensoren 24 bzw. 25 angeordnet sind. Der erste Sensor 24 ist in einem durch die Platten 21, 22 und 23 gebil deten Abschnitt aufgenommen. Zwei der Strömung widerstehende Platten 72 sind im letzteren Abschnitt senkrecht angeordnet und bündig mit der Hinterkante der Platten 22, 22 und 23, während sie in Richtung des Luftstroms im Abschnitt einander zugewandt sind. Die der Strömung widerstehenden Platten 72 bilden zwei senkrecht beabstandete Flächen, zwischen denen der Sensor 24 angeordnet ist. Zwischen den einander zugewandten Flächen der der Strömung widerstehenden Platten 72 ist an einer stromab vom Sensor 24 gelegenen Stelle eine Öffnung 73 ausgebildet. Gemäß dieser Ausführungsform ist das stromab ge legene Ende des Abschnitts 22-2, der gebildet ist durch die Grundplatte 21, die strömungsformende Platte 22 und die Trenn platte 23, in der sich der zweite Sensor 25 befindet, ganz offen und behindert somit den Luftstrom nicht. Im Gegensatz hierzu behindert das stromab gelegene Ende des Abschnitts 22-1, der gebildet ist durch die Grundplatte 21, die strö mungsformende Platte 22 und die Trennplatte 23, in der sich der erste Sensor 24 befindet, den Luftstrom auf Grund der beiden der Strömung widerstehenden Platten 72, die derart angeordnet sind, daß sie an einer stromab vom Sensor 24 gelegenen Stelle eine eingeschränkte Öffnung bilden. Als Ergebnis wird nach dem Durchtritt durch die stromab gelegene Seite des Staubfilters 1 ein Unterschied der Strömungsge schwindigkeit am ersten Abschnitt 22-1 und am zweiten Ab schnitt 22-2 erzeugt, wenn die Luft durch den Staubfilter 1 hindurchtritt. Dies verursacht einen Unterschied der Strö mungsmenge an diesen Abschnitten 22-1 und 22-2, in denen die Sensoren 24 bzw. 25 angeordnet sind. Als Ergebnis ermöglicht die Ausführungsform von Fig. 17 und 18 die Erfassung eines Verstopfungsgrads des Staubfilters in derselben Weise wie bei der Ausführungsform von Fig. 1. Hierdurch wird, wie in Fig. 2 gezeigt, durch den Komparator 6 und die Warnvorrichtung 7 ein Warnsignalausgang erzeugt.

Fig. 19 zeigt eine Ausführungsform, bei der ein Hindernis 80 stromab von einem Sensor 24 der stromab vom Staubfilter 20 an geordneten Erfassungseinheit 20 angeordnet ist. Das Hindernis 80 hat denselben Aufbau wie in Fig. 13 und 14, d. h. es ent hält den der Strömung widerstehenden Körper 51, eine Öffnung 54 und eine Drehplatte 55. Die Erfassungseinheit 20 hat die selbe Konstruktion wie diejenige in Fig. 8, d. h. sie enthält eine Grundplatte 21, eine strömungsformende Platte 22 und eine Trennplatte 23, zwischen denen Abschnitte 22-1 und 22-2 gebil det sind. Die Strömungsgeschwindigkeitssensoren 24 und 25 sind in den Abschnitten 22-1 bzw. 22-2 angeordnet. Auf Grund der Anordnung des Hindernisses 80 an einer Stelle stromab vom Sen sor 24 im ersten Abschnitt 22-1 der Erfassungseinheit 20 wird der durch den Sensor 24 hindurchtretende Luftstrom gegenüber demjenigen variierbar differenziert, der durch den zweiten Abschnitt 22-2 hindurchtritt, in dem sich der zweite Sensor 25 befindet. Bei dieser Ausführungsform wird auch ein Warnsignal erzeugt, wobei die Drehplatte 55 so gesteuert wird, daß ein Schwellenwert für den Verstopfungsgrad des Staubfilters 1 zur Erzeugung des Warnsignals für eine Erfassungseinheit 20 geson dert geändert werden kann. Bei dieser Ausführungsform kann an stelle der Warnvorrichtung 7 eine Steuervorrichtung für das Gebläse verwendet werden, wodurch die Drehzahl des Gebläses 15 durch das Ausgangssignal aus der Steuervorrichtung gesteuert werden kann.

Bei der obigen Ausführungsform sind die Luftstromgeschwindig keitssensoren A und B stromab vom Staubfilter 1 angeordnet. Als Alternative können die Sensoren A und B zusammen mit dem Hindernis 80 stromauf vom Staubfilter 1 angeordnet sein. Wenn die Luftstromgeschwindigkeitssensoren A und B stromab vom Staubfilter 1 jeweils an zwei Abschnitten angeordnet sind, kann eine große Dicke des Staubfilters 1 eine Erscheinung derart erzeugen, daß die Richtung des in einen Abschnitt des Staubfilters mit einem großen Strömungswiderstand eingeführten Luftstroms zur stromab gelegenen Seite des anderen Abschnitts mit dem kleineren Luftstrom geändert wird. Dies führt zu einem Problem, daß die Genauigkeit der Messung durch die Luftstrom geschwindigkeitssensoren A und B gering ist. Die Anordnung beider Sensoren A und B an der stromauf gelegenen Seite des Staubfilters 1 ermöglicht die Vermeidung des oben erwähnten Nachteils.

In Fig. 20 sind bei einer der Ausführungsform von Fig. 1 ähn lichen Anordnung die Luftgeschwindigkeitssensoren A und B stromauf vom Staubfilter an dessen ersten bzw. zweiten Ab schnitten angeordnet. Eine strömungsformende Platte 81 mit demselben Durchmesser wie demjenigen der Öffnung mit großem Durchmesser D ist senkrecht angrenzend an das Hindernis 3 von gleicher Konstruktion wie bei Fig. 1 angeordnet und steht in Berührung mit dem Staubfilter 1. Die Luftstromgeschwindig keitssensoren A und B sind innerhalb des Hindernisses 3 bzw. der strömungsformenden Platte 81 angeordnet.

Im Betrieb der Ausführungsform von Fig. 20 und wegen des klei nen Durchmessers am Einlaßende (erstes Ende) des Hindernisses für die Einführung eines Luftstroms hat die Luft, die in den Bereich des Staubfilters strömt, der der großen Öffnung des Hindernisses zugewandt ist, eine kleinere Geschwindigkeit als der Luftstrom, der in einen Abschnitt des Staubfilters strömt, der der strömungsformenden Platte 81 mit rechteckiger Rohrform zugewandt ist. Als Ergebnis ist die Staubmenge, die an dem dem Hindernis 3 zugewandten Abschnitt des Staubfilters 1 haftet, kleiner als die Staubmenge, die an dem der strömungsformenden Platte 81 zugewandten Abschnitt des Staubfilters 1 haftet. Je stärker daher die Verstopfung des Staubfilters 1 ist, umso größer ist der Geschwindigkeitsabfall des durch den Bereich ohne Hindernis hindurchtretenden Luftstroms. Dies bewirkt, daß diese Geschwindigkeit kleiner als die Geschwindigkeit des Luftstroms ist, der durch den dem Hindernis 3 zugewandten Bereich des Staubfilters hindurchtritt. Es sei erwähnt, daß diese Geschwindigkeiten durch die Sensoren A bzw. B erfaßt werden. Wie aus der obigen Beschreibung ersichtlich ist, er möglicht es die Erfindung, die Ausgangsniveaus aus beiden Luftstromgeschwindigkeitssensoren A und B am Komparator 6 zu vergleichen und aus der Warnschaltung ein Warnsignal abzuge ben, wenn ein gegebener Schwellenwert für den Verschmutzungs grad erzielt ist, bei dem der Staubfilter 1 ersetzt werden soll.

Die Fig. 21 und 22 zeigen eine Ausführungsform der Erfindung, bei der die Erfassungseinheit 20 in Fig. 7 und 8 an einer Stelle stromauf vom Staubfilter 1, jedoch stromab vom Hinder nis 90 angeordnet ist. Die in Fig. 22 gezeigte Erfassungsein heit 20 dieser Ausführungsform entspricht derjenigen von Fig. 8 mit der Ausnahme, daß die formgebende Platte 22 und die Trennplatte 23 weggelassen sind. Die Erfassungseinheit 20 be findet sich stromauf vom Staubfilter 1 am stromab gelegenen Ende eines Luftkanals, der sich zwischen der Gebläseeinheit 15 und der Kühleinheit 17 erstreckt. Die Erfassungseinheit 20 ist mit einer Grundplatte 21 versehen, die über eine nicht gezeigte Montageöffnung in der Außenwand des Luftkanals 16 mit diesem verbunden ist. Somit befinden sich die Strömungsgeschwindig keitssensoren 24 und 25 stromauf vom Staubfilter 1.

In Fig. 22 ist das Hindernis 90 von der Erfassungseinheit 20 getrennt gezeigt, ist aber in Wirklichkeit hiermit einstückig verbunden. Das Hindernis 90 ist versehen mit einer senkrechten strömungsformenden Platte 91, die sich parallel zur Außenwand des Luftkanals erstreckt und zur Befestigung der Grundplatte 21 der Erfassungseinheit 20 dient, mit zwei parallelen waage rechten strömungsformenden Platten 92 und 93, die sich in Querrichtung von entgegengesetzten Enden der strömungsformen den Platte 91 und in Querrichtung zur Außenwand des Luftkanals 16 zur Montage der Grundplatte 21 erstrecken, und mit einer zu den Platten 92 parallelen Trennplatte 94. Hierdurch wird durch die Platten 91 und 92 ein Raum gebildet und der Luftkanal 16 in zwei Abschnitte 95 und 96 unterteilt, in denen die Sensoren 24 bzw. 25 angeordnet sind. Die freien Enden der Platten 92, 93 und 94 sind an der Tragplatte 21 befestigt. Wie leicht er sichtlich ist, sind die Platten 91, 92 und 93 parallel zu dem in den Staubfilter 1 eingeführten Luftstrom im Luftkanal 16, wobei die stromab gelegenen Endflächen der Platten 91, 92 und 93 mit der stromauf gelegenen Endfläche des Staubfilters 1 in Berührung stehen. Eine der Strömung widerstehende Platte 97 mit einer kleineren Breite als dem Abstand zwischen den Plat ten 92 und 93 ist an den Platten 91 und 92 so befestigt, daß zwischen der Platte 97 und der Trennplatte 94 eine einge schränkte Öffnung gebildet ist. Auf Grund der der Strömung widerstehenden Platte 97 ist die Menge der in den Abschnitt 95 mit dem ersten Sensor 24 strömenden Luft kleiner als die in den Abschnitt 96 mit dem zweiten Sensor 25 strömende Luftmen ge. Wie bezüglich in Fig. 20 beschrieben, kann somit ein einen Verstopfungszustand des Staubfilters 1 angebendes Warnsignal erhalten werden durch Vergleichen der durch die Luftstromge schwindigkeitssensoren 24 und 25 erfaßten Ausgangswerte.

Fig. 23 zeigt eine weitere Ausführungsform der Erfindung, bei der ein Hindernis 100 und eine Erfassungseinheit 110 zur Bil dung einer einzigen Einheit kombiniert sind. Bei dieser Aus führungsform ist eine rechteckige Basis 111 vorgesehen mit strömungsformenden Platten 101, 102 und 103 und einer Trenn platte 104, die durch Gießen eines Kunstharzes als einteiliger Körper gebildet sind. Die Basis 111 hat zusätzlich einen Rah men 112, der zusammen mit den Platten 101, 102 und 103 und der Trennplatte 104 zwei senkrecht beabstandete Luftstromräume 105 und 106 bildet. In den Räumen 105 und 106 sind Strömungsge schwindigkeitssensoren 124 und 125 angeordnet, während sich Leitungsdrähte 127 von den Sensoren 124 und 125 zur Warnein heit 128 wie bei der Ausführungsform von Fig. 8 erstrecken.

Bei dieser Ausführungsform sind das Hindernis 100 und die Erfassungseinheit 110 als Einheit stromauf vom Staubfilter 1 angeordnet. Die Seiten der Basis 111 der Erfassungseinheit 110 und das Hindernis 100 stehen mit der stromauf gelegenen Seite des Staubfilters 1 in Berührung, während die Platten 101, 102 und 103 und die Trennplatte 104 parallel zum Luftstrom im Luftkanal angeordnet sind. Die stromauf gelegenen Enden der Platten 101 und 102 und der Trennplatte 104, die den ersten Raum 105 des Hindernisses 100 bilden, sind an einem ke gelstumpfförmigen der Strömung widerstehenden Glied 109 befestigt, das eine stromauf gelegene Öffnung 108 und eine stromab gelegene Öffnung hat, die größer als die stromauf gelegene Öffnung ist. Auf diese Weise öffnet sich das Glied 109 mit seiner weiteren stromab gelegenen Öffnung zum ersten Bereich, in dem der Sensor 124 angeordnet ist.

Wenn gemäß dieser Ausführungsform der Staubfilter 1 neu ist, ist die Strömungsgeschwindigkeit der in den Strömungsbereich 106 ohne ein der Strömung widerstehendes Glied eingeführten Luft größer als die Strömungsgeschwindigkeit der über die enge stromauf gelegene Öffnung 108 in den Stromungsbereich 107 ein geführten Luft. Das Verstopfen des stromab vom Strömungsbe reich 106 ohne ein der Strömung widerstehendes Glied gelegenen Filterabschnitt schreitet schneller fort als dasjenige des stromab vom Strömungsbereich 107 mit einem der Strömung wider stehenden Glied 109 gelegenen Filterabschnitts. Daher wird nach langem Gebrauch die Geschwindigkeit des Luftstroms durch den stromab vom Strömungsbereich 106 ohne ein der Strömung wi derstehendes Glied gelegenen Abschnitt des Staubfilters klei ner als die Geschwindigkeit des Luftstroms durch den stromab vom Stromungsbereich 107 mit dem der Strömung widerstehenden Glied 109 gelegenen Abschnitt des Staubfilters. Die in diesen Strömungsbereichen 106 und 107 angeordneten Sensoren 124 bzw. 125 können diese Geschwindigkeiten erfassen, wobei der Kompa rator die erfaßten Geschwindigkeiten vergleicht und ein Warn signal abgegeben wird, wie bezüglich Fig. 20 erläutert.

Die Fig. 24 zeigt eine gegenüber der Ausführungsform von Fig. 23 geringfügig abgeänderte Ausführungsform. Die Ausführungs form von Fig. 24 enthält ein Hindernis 100 und eine Erfas sungseinheit 110, die kombiniert und so angeordnet sind, daß sie den Staubfilter 1 nicht berühren, d. h. hiervon in geeig netem Abstand angeordnet sind. Die Basis 111 ist dem Hindernis 100 und der Erfassungseinheit 110 gemeinsam. Die Basis 111 bildet einen Rahmen 112, strömungsformende Platten 101, 102 und 103 und eine Trennplatte 104, die den ersten Strömungsbereich mit einem ersten Sensor 124 bilden, und einen zweiten Strömungsbereich mit einem zweiten Sensor 125. Das Hindernis 100 ist wie bei der vorhergehenden Ausführungsform von Fig. 23 stromauf vom Strömungsbereich mit dem Sensor 124 angeordnet. Gemäß dieser Ausführungsform ist ein Hilfsfilter 300 stromauf vom Luftstromabschnitt mit dem zweiten Sensor 125 angeordnet. Ein rechteckiger Rahmen 201 dient zur Montage des Luftfilters, während der Rahmen 201 dieselbe Rechtecksform wie die Platten 101 und 103, die Trennplatte 104 und der Rahmen 112 hat. Der Hilfsfilter 200 ist als Netz mit einer geringeren Feinheit als der Staubfilter 1 gebildet. Ein Umfangsabschnitt des netzförmigen Hilfsfilters 200 ist am rechteckigen Rahmen 201 befestigt, der an den stromauf gelegenen Enden der Platten 101 und 103, der Trennplatte 104 und des Rahmens 112 befestigt ist. Das der Strömung widerstehende Glied 109 des Hindernisses 100 ist wie bei der Ausführungsform von Fig. 23 stromauf vom Strömungsbereich 105 lösbar angeordnet, der durch die Platten 101 und 102, die Trennplatte 104 und den Rahmen 112 gebildet ist.

Bei der Ausführungsform von Fig. 24 ist der Hilfsfilter 200 stromauf vom Strömungsbereich 106 mit dem Sensor 125 angeord net. Daher folgt an einer Stelle stromauf vom Staubfilter 101 ein Vergleich zwischen der Luftgeschwindigkeit der durch den Hilfsfilter 200 hindurchtretenden und durch den Sensor 125 abgefühlten Luft und der Geschwindigkeit der durch das der Strömung widerstehende Glied 109 stromauf vom Strömungsbereich 105 hindurchtretenden und durch den Sensor 124 abgefühlten Luft. Die stromab vom Hilfsfilter 200 erfaßte Luftstromge schwindigkeit wird zur Bestimmung des Verstopfungsgrads des stromab vom Hilfsfilter 200 gelegenen Staubfilters 1 verwen det. Aus der Beziehung zwischen dem Verstopfungsgrad des Staubfilters 1 und des Hilfsfilters 200 wird ein Schwellenwert der Differenz zwischen den Ausgangswerten der Sensoren 124 und 125 für einen Ausgang einer Warnung bestimmt, daß der Filter verstopft ist.

Fig. 25 zeigt eine weitere Abänderung der Ausführungsform von Fig. 24. Wie bei der Ausführungsform von Fig. 24 ist die Aus führungsform von Fig. 25 mit einer Verbindung zwischen dem Hindernis 100 und der Erfassungseinheit 110 versehen, die von der stromauf gelegenen Seite des Staubfilters 1 im Abstand angeordnet ist. Wie in Fig. 23 ist dem Hindernis 100 und der Erfassungseinheit 110 eine Basis 111 gemeinsam. Die Basis 111 enthält strömungsformende Plattenteile 101, 102 und 103, einen Trennplattenteil 104 und einen Rahmenteil 112, die zwei senk recht beabstandete Strömungsbereiche 105 und 106 bilden, in denen die Sensoren 124 bzw. 125 angeordnet sind. An den oberen Kanten der Plattenteile 101, 102 und 103, des Trennplattenteils 104 und des Rahmenteils 112 ist ein Hilfsfilter 200 befe stigt, der nicht nur stromauf vom Strömungsbereich 106 mit dem Sensor 125, sondern auch stromauf vom Strömungsbereich 105 mit dem Sensor 124 angeordnet ist. Diese Befestigung erfolgt durch Bänder mit einer Klebeschicht auf beiden Seiten oder durch ein gesondertes Rahmenglied. Ein der Strömung widerstehender Kör per 109 befindet sich stromauf vom Strömungsbereich 105. Der Hilfsfilter 200 hat dieselbe Konstruktion wie die in Verbin dung mit Fig. 24 erläuterte.

Gemäß der Ausführungsform von Fig. 25 ist der Hilfsfilter 200 stromauf von den Strömungsereichen 105 und 106 mit den Senso ren 124 bzw. 125 angeordnet. Die Sensoren 124 und 125 erfassen den Verstopfungsgrad des stromauf hiervon angeordneten Hilfs filters 200. Die erfaßten Werte werden verglichen zur Bestim mung des Verstopfungsgrads des stromab vom Hilfsfilter 200 an geordneten Staubfilters 1 auf der Basis desselben Prinzips wie in Verbindung mit der Ausführungsform von Fig. 1 und 2 erläu tert. Es wird nämlich ein Schwellenwert für den Verstopfungs grad des stromauf vom Sensor 125 gelegenen Hilfsfilters ge wählt zur Bestimmung der Zeitfolge für den Austausch des Staubfilters aus einer bekannten Beziehung zwischen der Cha rakteristik des Verstopfens des Staubfilters 1 und derjenigen des Hilfsfilters 200.

Es sei angegeben, daß bei allen erläuterten Ausführungsformen nur zwei Sensoren verwendet werden. Es ist aber nicht beab sichtigt, die Anzahl der Sensoren zu beschränken. Zur Erzie lung der gewünschten Wirkung kann vielmehr jede geeignete Anzahl hiervon verwendet werden.

Claims

1. Vorrichtung zum Erfassen des Grads der durch Ansammlung von Staub verursachten Verstopfung eines Staubfilters zum Auffangen von in einem Luftstrom eines Luftkanals befind lichem Staub, gekennzeichnet durch
wenigstens zwei Sensoren (A, B), die im Luftkanal an Teilen des Luftstroms angeordnet sind, die jeweils unter schiedlichen Abschnitten des Staubfilters (1) entsprechen, wobei die Sensoren (A, B) elektrische Signale abgeben, die die Luftstromgeschwindigkeit der jeweiligen Teile des Luftstroms angeben,
durch eine Einrichtung (3) zum Bestimmen einer Geschwin digkeitsdifferenz an den Teilen des in den Staubfilter (1) eingeführten Luftstroms,
durch einen Komparator (6) zum Vergleichen der Größen der Signale von den Sensoren (A, B) an den jeweiligen Teilen des Luftstroms und
durch eine Einrichtung (7) zum Abgeben eines Signals, das anzeigt, daß ein gegebener Grad der Verschmutzung im Staubfilter (1) eingetreten ist, wenn zwischen den von den Sensoren (A, B) abgegebenen Signalen eine gegebene Bezie hung erreicht ist (z. B. Fig. 1).

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die Einrichtung (3) zum Bestimmen der Geschwindig keitsdifferenz eine Einrichtung aufweist, die entsprechend einem der Abschnitte des Staubfilters (1) auf einen der Teile des Luftstroms einen Stromungswiderstand ausübt.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, gekennzeichnet durch eine Einrichtung zum Einstellen des Grads des Strö mungswiderstands zum Erzielen einer gewünschten Charakte ristik des Verstopfens am entsprechenden Abschnitt des Staubfilters (1).

4. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die zur Verringerung der Luftstrommenge die den Strömungswiderstand ausübende Einrichtung ein Hindernis (34) in einem der Teile des Luftstroms aufweist, der zum entsprechenden Abschnitt des Staubfilters (1) gerichtet ist, wobei das Hindernis (34) auf einer Seite des Staub filters (1) angeordnet ist.

5. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftkanal (2) einen Abschnitt (19) aufweist, der eine Krümmung eines zum Staubfilter (1) gerichteten Luft stroms erzeugt, wobei der Abschnitt (19) die Einrichtung zum Bestimmen der Differenz der Luftströme bildet, die an den Teilen des Luftstroms in den Staubfilter (1) einge führt werden (Fig. 9).

6. Vorrichtung nach Anspruch 1, gekennzeichnet durch eine gemeinsame Gehäuseanordnung zum Halten der Einrichtung (3) zum Bestimmen der Geschwindigkeitsdif ferenz der Luftströme und zum Halten der Sensoren (A, B) zum Bestimmen einer Luftstromgeschwindigkeit.

7. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß für den einen der Teile des Luftstroms im Hindernis (3) ein Kanal (2) ausgebildet ist, dessen Enden mit der Richtung des Luftstroms fluchten, wobei das dem Staubfil ter (1) zugewandte Ende einen größeren Durchmesser als das andere Ende hat, wodurch eine verringerte durch den Luft kanal (2) hindurchtretende Luftstrommenge erzielt wird (Fig. 1).

8. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hindernis (3) an einer stromauf vom Staubfilter (1) gelegenen Stelle angeordnet ist, und
daß die Sensoren (A, B) an stromab vom Staubfilter (1) gelegenen Stellen angeordnet sind (Fig. 1).

9. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hindernis (6) an einer stromab vom Staubfilter (1) gelegenen Stelle angeordnet ist, und
daß die Sensoren (A, B) an zwischen dem Staubfilter (1) und dem Hindernis (6) gelegenen Stellen angeordnet sind (Fig. 16).

10. Vorrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß das Hindernis (3) an einer stromauf vom Staubfilter (1) gelegenen Stelle angeordnet ist, und
daß die Sensoren (A, B) an zwischen dem Hindernis (3) und dem Staubfilter (1) gelegenen Stellen angeordnet sind (Fig. 20).