DE4307028C2 - Vorrichtung zur Optimierung der Strömungsverteilung in einem Luftfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Optimierung der Strömungsverteilung in einem Luftfilter nach dem Oberbegriff des Patentanspruchs 1.

Viele technische Geräte erzeugen Wärme, die aus dem Gerätein­ neren nach außen abgeführt werden muß. Es gibt ebenso Geräte, in deren Innerem Gase entstehen, die aus dem Inneren nach au­ ßen geführt werden müssen. Für beide Fälle kann ein Lüftungs­ system, das einen Strömungskanal und einen Lüfter enthält, Verwendung finden. Der Strömungskanal nimmt am einen Ende die erwärmte oder bestimmte Gase enthaltende Luft auf und gibt sie am anderen Ende wieder ab.

In vielen Fällen ist es erwünscht, den Luftstrom vor seinem Austreten beispielsweise an die Umgebungsluft, von einigen Bestandteilen zu säubern. Solche Bestandteile sind z. B. Staub oder Ozon. Für diesen Zweck werden an entsprechender Stelle Luftfilter eingesetzt.

Es hat sich nun gezeigt, daß ein besonders gutes Filterergeb­ nis dann zu erzielen ist, wenn der Luftstrom mit geringer Ge­ schwindigkeit durch das Filter, das beispielsweise aus Aktiv­ kohle oder einem filzähnlichen Material besteht, geleitet wird. Der Strömungskanal seinerseits soll einen möglichst kleinen Querschnitt aufweisen, um den Raumbedarf des Strö­ mungskanals im Gerät zu minimieren. Zweckmäßigerweise wird einem Strömungskanal kleiner Querschnittsfläche ein Luftfil­ tergehäuse mit großer Querschnittsfläche nachgeschaltet. Die Vergrößerung der Querschnittsfläche bewirkt eine Verringerung der Strömungsgeschwindigkeit.

Es hat sich nun weiterhin gezeigt, daß die zur Verfügung ste­ hende Filterfläche nur dann vollständig genutzt wird, wenn ein verhältnismäßig großer Abstand zwischen dem Ende des Strömungskanals und der eigentlichen Filterfläche eingehalten wird. Der Luftstrom kann sich dann entsprechend so verbrei­ tern, daß an jeder Teilfläche der Filterfläche ein Luftstrom gleicher Geschwindigkeit zu filtern ist.

Häufig steht jedoch nicht genügend Raum zur Verfügung, um ge­ nügend Abstand zwischen der Luftaustrittsöffnung des Strö­ mungskanals der Filterfläche zur Verfügung zu stellen. In diesen Fällen kann sich der Luftstrom nicht genügend auswei­ ten, so daß die zur Verfügung stehende Filterfläche nur unge­ nügend genutzt wird.

Aus US-PS 4 673 423 ist eine Vorrichtung zur Optimierung der Strömungsverteilung in einem Luftfilter bekannt, dem aus ei­ nem Strömungskanal kleiner Querschnittsfläche Luft zuführbar ist. Die Querschnittsfläche des Luftfiltergehäuses und die Filterfläche betragen ein vielfaches der Querschnittsfläche des Strömungskanals. Der Strömungskanal mündet in etwa senk­ recht zur Filterfläche gegenüber dem Zentrum der Filterfläche in das Luftfiltergehäuse. Im Mündungsbereich des Strömungska­ nals ist ein allseits von Luft umströmbarer Strömungsverteil­ körper angeordnet, dessen Form so optimiert ist, daß die Luftströmung auf einen größtmöglichen Teil der Filterfläche verteilt wird. Eine Angabe über die Art der Befestigung des Strömungsverteilkörpers ist nicht angegeben.

Der vorliegenden Erfindung liegt deshalb die Aufgabe zugrun­ de, eine Lösung zur einfachen und wirkungsvollen Positionie­ rung und Arretierung eines Strömungsverteilkörpers in einem Luftfilter gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1 aufzuzeigen.

Diese Aufgabe wird durch die im Patentanspruch 1 angegebenen Merkmale gelöst. Besondere Ausgestaltungen und Weiterbildun­ gen der Erfindung sind in den Unteransprüchen angegeben.

Durch den Gegenstand der Erfindung wird es möglich, bei einer kurzen Bauform des Filtergehäuses und gleichmäßiger Luftver­ teilung über die Filterfläche einen Strömungsverteilkörper auf einfache und wirkungsvolle Weise vor der Filterfläche im Strömungskanal zu positionieren und zu arretieren.

Ein Beispiel der Erfindung ist im folgenden anhand der Zeich­ nung näher erläutert. Dabei zeigen

Fig. 1 einen Längsschnitt durch ein Filtergehäuse,

Fig. 2 eine Filterfläche des Filtergehäuses nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Strömungsverteilkörper mit einem Zentrierkör­ per in Blickrichtung III aus Fig. 1,

Fig. 4 einen Zentrierkörper für eine weitere Ausführungs­ form der Erfindung und

Fig. 5 einen Strömungsverteilkörper für die Ausgestaltung der Erfindung gemäß Fig. 4.

Die Schnittdarstellung in Fig. 1 zeigt einen Strömungskanal 1 mit kleiner Querschnittsfläche, der mit einem nachgeordne­ ten Filtergehäuse 2 verbunden ist. Das Filtergehäuse 2 ver­ längert den Strömungskanal 1 trichterförmig und weitet quasi die Querschnittsfläche des Strömungskanals 1 auf. An dem Ende des Trichters, das eine große Querschnittsfläche aufweist, ist eine Filterfläche 3, bestehend aus Aktivkohle oder einem sonstigen luftdurchlässigen Material, angeordnet. Das Ende des Strömungskanals 1 ist senkrecht zur Filterfläche 3 gerichtet. Die axial gerichtete Symmetrieachse des Endes des Strömungskanals 1 fluchtet mit der auf der Filterfläche 3 senkrecht stehenden Symmetrieachse der Filterfläche 3.

Die rückwärtige, vom Strömungskanal 1 abgewandte Seite der Filterfläche 3 ist durch einen Filtergehäusedeckel 10 abgedeckt. Der Filtergehäusedeckel 10 ist durch einen Verschluß 7 mit dem übrigen Filtergehäuse 2 lösbar verbunden. Der Filtergehäusedeckel 10 weist eine Öffnung auf, an dem ein Lüfter 4 befestigt ist und Luft aus dem Filtergehäuse 2 saugt.

Um nun das durch den Strömungskanal 1 ankommende Luftgemisch mit über die Filterflä­ che 3 gleichmäßig verteilter Geschwindigkeit durch die quadratische (siehe Fig. 2) Filter­ fläche 3 zu führen, ist im Mündungsbereich des Strömungskanals 1 ein allseits von Luft umströmbarer Strömungsverteilkörper 5 angeordnet. Der Strömungsverteilkörper 5 ist tropfenförmig ausgebildet. Die Spitze des Tropfens zeigt dabei in Richtung des Strö­ mungskanals 1. Der aus Kunststoff, beispielsweise in Spritzgußtechnik herstellbare Strö­ mungsverteilkörper 5 ist mit Hilfe eines Zentrierkörpers 6 im Mündungsbereich des Strö­ mungskanals 1 in das Filtergehäuse 2 positioniert und befestigt. Gemäß Fig. 3 weist der Zentrierkörper 6 vier Stege auf, die in Kreuzform vom Strömungsverteilkörper 5 abstehen. Die Stege stützen sich an der Innenseite des Strömungskanals 1 ab. Zwei einander gegen­ überliegende Stege sind als Schnapphaken ausgebildet. Die Schnapphaken rasten in nutarti­ gen Vertiefungen 11 des Strömungskanals 1.

Wie in den Fig. 4 und 5 gezeigt, kann als Zentrierkörper 6 auch ein Zentrierkörper 8 an­ derer Bauform verwendet werden. Der Zentrierkörper 8 gemäß Fig. 4 weist eine form­ schlüssige Aufnahme für einen kugelförmigen Strömungsverteilkörper 9 gemäß Fig. 5 auf. Die beiden Bauteile können unabhängig voneinander auch aus unterschiedlichen Materialien gefertigt werden. Die formschlüssige Aufnahme für den Strömungsverteilkörper 5, 9 kann dabei jeder beliebigen Form des Strömungsverteilkörpers 5, 9 angepaßt werden. Auch der Zentrierkörper 8 stützt sich kreuzförmig an der Innenseite des Strömungskanals 1 ab.

Das Ergebnis der Einfügung des Strömungsverteilkörpers 5, 9 in den Mündungsbereich des Strömungskanals 1 zeigt Fig. 2. Die rechteckige Filterfläche 3 wird mit Ausnahme ihres Zentrums und ihrer Ecken (siehe Schraffur) gleichmäßig von der zu filternden Luft durch­ strömt.

Claims (6)

1. Vorrichtung zur Optimierung der Strömungsverteilung in ei­ nem Luftfilter, dem aus einem Strömungskanal (1) kleiner Querschnittsfläche Luft zuführbar ist, wobei die Quer­ schnittsfläche des Luftfiltergehäuses (2, 10) und die Filter­ fläche (3) ein vielfaches der Querschnittsfläche des Strö­ mungskanals (1) betragen, der Strömungskanal (1) in etwa senkrecht zur Filterfläche (3), gegenüber dem Zentrum der Filterfläche (3) in das Luftfiltergehäuse (2, 10) mündet und im Mündungsbereich des Strömungskanals (1) ein allseits von Luft umströmbarer Strömungsverteilkörper (5, 9) angeordnet ist, dessen Form so optimiert ist, daß die Luftströmung auf einen größtmöglichen Teil der Filterfläche (3) verteilt wird dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsverteilkörper (5, 9) mit einem Zentrierkörper (6, 8) gekoppelt ist und daß der Zentrierkörper (6, 8) in den Strömungskanal (1) einführbar und in diesem arretierbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierkörper (6, 8) vier in Kreuzform vom Strömungs­ verteilkörper (5, 9) abstehende Stege aufweist, die sich an der Innenseiten des Strömungskanals (1) abstützen.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß mindestens zwei einander gegenüberliegende Stege als Schnapphaken ausgebildet sind, die in nutartigen Vertiefungen (11) des Strömungskanals (1) einrasten.

4. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Zentrierkörper (8) eine formschlüssige Aufnahme für einen Strömungsverteilkörper (5, 9) aufweist.

5. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsverteilkörper (5) tropfenförmig ausgebildet ist.

6. Vorrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, daß der Strömungsverteilkörper (9) kugelförmig ausgebildet ist.