專利名稱：具有粗分離器的空氣濾清器的制作方法
技術領域：
本發(fā)明涉及一種具有粗分離器的空氣濾清器，而且尤其是涉及這樣一種具有粗分離器的空氣濾清器，它在粗分離器的流出幾何形狀與主濾清器的過濾元件的流入面之 間具有相互協(xié)調一致的流動幾何特征。尤其是在使用于汽車上或汽車里的內燃機范圍里，設計一種效率優(yōu)化和尺寸優(yōu) 化的空氣濾清系統(tǒng)是絕對必要的，這樣使外形尺寸小，而且在另一個方面可以使空氣濾
清裝置有高的效率。
背景技術：
由例如EP 1 364 695 Al已知一種空氣濾清器，它集成在內燃機的進氣歧管里， 以便使輸送給內燃機氣缸的燃燒空氣進行過濾?？諝鉃V清器的結構基本上有三個部分， 而且在濾清器外殼里具有一過濾元件，它設計成可更換的濾芯，該濾芯軸向由燃燒空氣 流過，而徑向通過可關閉的頂蓋插入在濾清器外殼里。濾芯的前面是粗分離器旋流器， 它用于分離粗的污染顆粒。在濾芯的下游是次級的過濾元件或者說精細過濾元件，該次 級的過濾元件或者說精細過濾元件同樣也在頂蓋打開時可以插入在濾清器外殼里。旋流 器-粗分離器、濾芯和精細過濾元件軸向一前一后地布置，并且沒有轉向地使所要清洗 的燃燒空氣在軸向方向上流過。

發(fā)明內容
本發(fā)明的任務是提供一種具有粗分離器的空氣濾清器，它具有一種優(yōu)化的流入 幾何特征，以便按此方式使空氣濾清系統(tǒng)的效率實現(xiàn)優(yōu)化。本發(fā)明的任務通過獨立權利要求的主題來解決，其中改進的實施形式在從屬權 利要求中說明。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式提供了一種用于內燃機的空氣濾清器，它具 有空氣濾清器外殼，粗分離器，其中空氣濾清器外殼具有用于過濾元件的支座和原氣空 腔部位，其中原氣空腔部位通過空氣濾清器外殼相對于空氣濾清器被限定，并且通過在 原氣側的外殼面或者說流入面相對于所要裝入的過濾元件被限定，其中粗分離器具有排 氣結構，其中排氣結構與所要裝入的過濾元件的流入面相對應，其中粗分離器具有旋流 器裝置，所述旋流器裝置具有多個分別具有流出通道的單一旋流器，其中流出通道對準 于所要裝入的過濾元件的流入面分布，其中空氣濾清器外殼的支座設計用于接納過濾元 件，其形式為一種具有外置的濾清波紋管和與其徑向內置的濾清波紋管的多重波紋管濾 清器，其中單一旋流器中的至少一部分用它們的流出通道對準于一條線，以與所要裝入 的過濾元件的流入通道相對應。由于粗分離器旋流器和作為主濾清器的過濾元件的不同作用原理，在空氣濾清 器外殼里具有不同過濾階段的不同的作用原理和工作方式。它們可以通過說明的空氣濾 清器進行優(yōu)化，使得在一般情況下與單個旋流器的排風口相對應的流出通道與對應的流入面對準，所述流入面對于多重波紋管濾清器通常由流入通道得到，該流入通道例如通 過兩個相互并排布置的濾清波紋管構成。旋流器裝置的單個旋流器如此指向，使其流出 通道或者說其出口與過濾元件對應的流入通道對準，使得從單個旋流器流出的空氣很少 或者不流向一端面，這個端面可能會導致加大空氣阻力。按此方式可以使空氣濾清器裝 置的整個流動阻力得以優(yōu)化，其方法是使粗分離器的流出通道與多重波紋管濾清器的 流入通道相對應地布置。因為多重波紋管濾清器受結構限制，在通常情況下具有環(huán)狀的 流入通道，因此有意義的是為了使流動阻力實現(xiàn)優(yōu)化，在空氣濾清器裝置內使單個旋 流器的流出通道如此指向，以至于它們與環(huán)形 的流入通道幾何特征相對應。單個旋流器 也可以與多個流入通道對準，這些通道例如相互同心地布置。流入通道并不強制是環(huán)形 的，而同樣也可以設計成橫截面為線狀或者面狀。這里可能有意義的是被粗分離器的 單個旋流器排出的空氣流或者說流體流，不必或者只是有限地進行流動反向或者流動轉 向。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，單個旋流器中的至少一部分用其流出通道 切向地沿著所要裝入的過濾元件的外圓周對準。一個這樣的結構可以實現(xiàn)流動優(yōu)化地流入裝入濾清器外殼里的過濾元件，此時 這個過濾元件具有流入面，這個流入面至少部分地通過過濾元件的外殼面來限定。這例 如在波紋管濾清器時是這種情況，該波紋管濾清器具有密封結構，該密封結構使得清潔 空氣側和原氣側相對于空氣濾清器外殼在流出側分開。不排除附帶地設有單個旋流器的 裝置或者也可以另一粗分離器的裝置，該另一粗分離器通過過濾元件的端面通向過濾元 件。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，提出一種用于內燃機的空氣濾清器，它具 有空氣濾清器外殼和粗分離器，其中空氣濾清器外殼具有用于過濾元件的支座和原氣空 腔部位，其中原氣空腔部位通過空氣濾清器外殼被限定于空氣濾清器，并且通過一個在 原氣側的外殼面或者說-流入面被限定于一個所要裝入的過濾元件，其中粗分離器具有 一個排氣結構，其中排氣結構與一個所要裝入的過濾元件的流入面相對應，其中粗分離 器具有旋流器裝置，該旋流器裝置具有多個分別具有流出通道的單一旋流器，其中流出 通道對準于所要裝入的過濾元件的流入面分布，其中單一旋流器中的至少一部分用它們 的流出通道切向地沿著所要裝入的過濾元件的外圓周對準。按此方式不管是否設有另一粗分離器或者說另外的單個旋流器，它們都通過軸 向方向流入過濾元件，對于通過外殼面的流入提供一種優(yōu)化的流入幾何特征。尤其是如 果設有一種僅僅通過外部的外殼面而流入的過濾元件，那么粗分離器或者說單個旋流器 是必不可少的，所述粗分離器或者說單個旋流器使得流體經過端面流向過濾元件。而這 樣的過濾元件的整個空氣濾清裝置的流動阻力可以實現(xiàn)優(yōu)化，其方法是使單個旋流器用 它們的流出通道切向地沿著所要裝入的過濾元件的外圓周對準。切向對準可以使流入的 空氣或者說流入的流體分布在較大的圓周面上或者說較大的圓周通道上，在所述較大的 圓周面或者說較大的圓周通道上也延伸了過濾元件的流入面或者說外表面。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，單一旋流器成一列布置在所要裝入的過濾 元件的軸向伸展的方向上。在單個旋流器成一條線的布置中可以設計使流入通道實現(xiàn)優(yōu)化，因此復雜費事地引導要濾清的空氣或者說要濾清的流體是不可缺少的。，當在功能上是有利的話，單 一旋流器可以不僅成一條線對準，以便例如使空氣濾清器外殼或者說空氣濾清器裝置的 結構寬度設計得窄，而且也可以沿著所要裝入的過濾元件的圓周對準。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，空氣濾清器外殼具有相對于要使用的過濾 元件的徑向外殼面在圓周方向上變小的距離。按此方式可以考慮，切向導引的、要過濾的空氣或流體循環(huán)地圍繞過濾元件的 外圓周而運動，而且沿著圓周部分要過濾的流體流過空氣濾清器的過濾面，從而使還需 要過濾的流體總量沿著圓周而變少。按此方式還可以在流體量沿著圓周變少和在距離與 之一致地減少時，使流體在過濾元件的流入側的壓力基本保持不變，從而使過濾元件的 過濾效率可以設計成在圓周上更加均勻，或者說在優(yōu)化的情況下保持不變。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，空氣濾清器外殼具有臺階，它使至所要裝 入的過濾元件的小距離的部位徑向向外與至所要裝入的過濾元件的大距離的部位連接起 來。按此方式可以在該臺階里設計有排氣結構。尤其是可以通過這樣的裝置使空氣 濾清器外殼的整體結構形式和結構體積設計得更緊湊。這個臺階同時可以相對于環(huán)繞面 設計成直角的，但也可以根據情況設計成傾斜的。這個臺階的面例如徑向從所要裝入的 過濾元件處伸展離開。這個臺階尤其是對于橢圓形的所要裝入的過濾元件和用于裝入橢 圓形的所述過濾元件所設有的空氣濾清器外殼來說設在橢圓的彎曲較小的部位里。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，在這個臺階里設有排氣結構的一個出口或 者說多個出口，其中單一旋流器的流出通道對準在基本為切向的方向上。按此方式這個臺階可以用作為支座，用于布置單一旋流器的出口，以便可以使 從單一旋流器流出的流體流經過長的距離圍繞著所要裝入的過濾元件的幾乎整個圓周流 動，而并不過分地通過例如可折疊過濾器的折疊在圓周方向上使空氣流制動住。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，在這個臺階里設有至少一個單一旋流器的 出口，所述出口在基本切向方向上設有流出通道。按此方式尤其可以在使用多個單一旋流器時，提供一種在空氣濾清器外殼里的 比較緊湊的流入幾何特征，這樣由于多個單一旋流器，例如沿著平行于所要裝入的過濾 元件的軸向伸展方向的一條線，在比較大的寬度上形成環(huán)流。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，多個單一旋流器用其流出通道對準于分布 在所要裝入的多重波紋管濾清器的至少兩個波紋管之間的環(huán)形間隙。按此方式可以使空氣濾清器裝置的流動阻力進一步優(yōu)化，其方法是使粗分離 器的流出通道與多重波紋管濾清器的流入通道相對應地布置。因為多重波紋管濾清器受 結構限制，在一般情況下具有環(huán)形的流入通道，因此有意義的是為了在空氣濾清器裝 置內的流動阻力的優(yōu)化，將單一旋流器流出通道如此定向，使得它們與環(huán)形流入通道幾 何特征相對應地設定方向。單一旋流器可以均勻地分布在環(huán)形間隙的伸展線上。單一旋 流器也可以對準于多個、例如相互同心地布置的流入通道。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，空氣濾清器具有多重波紋管濾清器形狀的 過濾元件，它具有外置的濾清波紋管和相對于外置的濾清波紋管徑向內置的濾清波紋 管，其 中外置濾清波紋管的折疊深度小于與之相鄰的徑向內置濾清波紋管的折疊深度。
按此方式，可以使流入通道，尤其是在流入一個位于兩個濾清波紋管之間的環(huán) 形間隙時，徑向向外布置得比較遠，因此流入通道由此可以比徑向更靠里布置的流入通 道具有更大的有效橫截面。這由環(huán)形間隙的較大圓周得出，此時這個圓周可以布置得徑 向更靠外。此外通過提供較大的折疊深度，在徑向內置的波紋管時，可以使內波紋管和 外波紋管的表面負載相互接近，從而產生一種均勻的過濾表面負載。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，在外置波紋管上，在向著流入側的一側上 設有保持形狀的殼罩，其中殼罩只是部分地在徑向方向上在外置波紋管的折疊深度上延 伸。按此方式通過保持形狀的殼罩實現(xiàn)了過濾元件的形狀穩(wěn)定性，這尤其對于波紋 管濾清器具有意義，而沒有不必要地封閉波紋管的端面。更確切的是，可以使用在過濾 折疊部之間的敞開 面作為在軸向方向上的附加流入面，從而加大了在外波紋管和一個內 波紋管之間的流入通道的有效橫截面。相應波紋管的原氣側和純氣側可以通過粘接封閉 起來，這種粘接然而為了可靠地分開，必須只是位于波紋管的一側。此外可以在保持形 狀的殼罩上設有導引空氣或流體的裝置，例如像空氣導板，以便能夠最佳地和空氣動力 學有利地流向流入通道。這例如可以是在保持形狀的殼罩端面?zhèn)鹊牧魅朊娴囊环N漏斗狀 結構，它避免了流體技術方面的阻滯點。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，單一旋流器具有旋流器通道，在其入口端 設有導板裝置，設計該導板裝置用于使流入的空氣或流體圍繞旋流器通道的伸展軸線進 行轉動運動，而且其中在其出口端上設有同心的出口裝置，該出口裝置具有內置的清潔 空氣出口和外置的過濾顆粒出口。按此方式可以用比較緊湊的結構形式提供單一旋流器，在該單一旋流器中，使 需要清潔的空氣或需要清潔的流體在旋流器通道里產生旋轉運動，從而使要濾出的顆粒 由于離心力運動到在旋流器通道的外壁上，并在繼續(xù)沿著旋流器通道的軸向伸展方向流 動時被壓在環(huán)形槽之間，該環(huán)形槽位于內置的清潔空氣出口之外并且是外置的過濾顆粒 出口。將重的過濾顆粒清洗掉的空氣或流體則經過內置的清潔空氣出口到達單一旋流器 的流出部位，該流出部位對準于過濾元件的流入面。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式設有用于內燃機的空氣濾清器，它具有空氣 濾清器外殼和粗分離器，其中空氣濾清器外殼具有用于過濾元件的支座和原氣空腔部 位，其中原氣空腔部位通過空氣濾清器外殼相對于空氣濾清器被限定，并且通過在原氣 側的外殼面或者說流入面相對于所要裝入的過濾元件被限定，其中粗分離器具有排氣結 構，其中排氣結構與所要裝入的過濾元件的流入面相對應，其中粗分離器具有旋流器裝 置，該旋流器裝置具有多個分別具有流出通道的單一旋流器，其中流出通道對準所要裝 入的過濾元件的流入面地分布，其中設計空氣濾清器外殼的支座用于放置卷繞的笛形過 濾器(Flotenfilter )形式的緊湊型過濾元件，該緊湊型過濾元件具有基本上軸向的 流入面，其中多個單一旋流器用它們的流出通道對準于所要裝入的笛形過濾器的流入面 地分布，并且在多個具有其流出通道的單一旋流器和所要裝入的笛形過濾器流入面之間 布置了擴散裝置，設計該擴散裝置用于使壓力均勻地分布在流入面上。按此方式可以實現(xiàn)均勻的流入并因此實現(xiàn)均勻的過濾元件負載，尤其也是對笛 形過濾器，這種笛形過濾器基本上只通過端面流入。尤其是可以通過擴散裝置實現(xiàn)，不僅流入緊湊型過濾元件的端面部位，這些端面部位在單一旋流器的直接的流出通道里， 而且可以實現(xiàn)均勻的過濾負載。擴散裝置例如可以由流體導板或空氣導板的裝置組成， 然而也可以是一種簡單的格柵裝置，這種格柵裝置使真正的流動過程均勻化。擴散裝置 可以具有不同定位的空氣導板，它們一方面可以允許均勻的分布，但也可以引起空氣旋 轉運動或者說流體旋轉運動，該空氣旋轉運動或者說流體旋轉運動延長了在擴散裝置或 者說單一旋流器的流出面和緊湊型過濾元件的端面之間的路程，而不必加長空氣濾清器 外殼的結構長度。按此方式也可以使流入空氣實現(xiàn)均勻化。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，空氣濾清器具有卷繞的笛形過濾器形式的 緊湊型過濾元件，它具有基本上軸向的流入面。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，緊湊型過濾元件的流入面在位于單一旋流 器的流出通道方向上的部位里具有凹處。按此方式可以實現(xiàn)不同過濾流的均勻流入，尤其是可以根據一種這樣的在緊湊 型過濾元件的流入側提供一定的空氣引導或流體引導功能的凹處。這樣的凹處例如可以 在卷繞過濾器的卷的加工方法中形成，尤其是當這樣的凹處沿著橢圓形的、具有端面?zhèn)?流入面的緊湊型過濾元件或笛形過濾器過濾元件設計成大致為環(huán)形時。凹處可以與外橢 圓形圓周輪廓或圓形圓周輪廓同心地構造，因此形成一種流入槽，單一旋流器的相應流 出通道與該流入槽對準。在一種加工方法中這例如可以通過如下措施來達到在所要卷 繞的笛形幾何形狀的總長度上先使它從流入側的邊棱起逐漸變小，接著又加寬，從而在 卷繞狀態(tài)下，在緊湊型過濾元件或者說卷繞過濾元件的端面上形成一種環(huán)繞槽形狀的凹 處。按照本發(fā)明的一種舉例的實施形式，在圓周方向上，在空氣濾清器外殼的外壁 和所要裝入的過濾元件的流入面之間有流體導板裝置。用這樣的導板裝置可以在空氣濾 清器外殼之內形成優(yōu)化的流通幾何形狀，從而可以對流動通道進行更加精細的調整，而 空氣濾清器外殼的整個幾何形狀不必修改。應該理解，也可以將前面所述的特征進行組合，這樣一方面可以產生一種協(xié)同 的交替作用，這種作用超出了所述特征的單一作用之和。以下根據附圖對于發(fā)明的舉例的實施形式加油說明和敘述。


圖1示出一種具有粗分離器和裝入的波紋管過濾元件的空氣濾清器的一種舉例 實施形式。圖2示出一種具有裝入的波紋管過濾元件的空氣濾清器的一種舉例實施形式。圖3示出一種具有切向布置的旋流器的空氣濾清器的一種舉例實施形式。圖4示出一種具有切向流入的旋流器的空氣濾清器的徑向剖視圖。圖5示出從一側具有兩個流入通道或流出通道的過濾元件的視圖。圖6示出一種具有流入通道或流出通道的過濾元件的視圖。圖7示出一個具有從一側有流 入通道的過濾元件的粗分離器幾何形狀的視圖。圖8示出一個具有從一側有兩個流入通道的過濾元件的粗分離器幾何形狀的視 圖。
圖9示出一種按照本發(fā)明的一種舉例實施形式的多重波紋管過濾元件。圖10示出一種在圖7中所示的、具有傾斜設置的旋流器的粗分離器幾何形狀的視圖。圖11示出一種具有兩個布置在側面的、在軸向方向上實現(xiàn)流入的旋流器組的粗 分離器幾何形狀。圖12示出圖11所示實施形式的一種空氣濾清器外殼的內視圖。圖13示出一種實施形式，其中旋流器被徑向流入。圖14示出一種實施形式，其中旋流器極大程度上布置在空氣濾清器外殼的圓周 上并且被徑向流入。圖15示出一種具有笛形過濾元件、卷繞狀過濾元件、或緊湊型過濾元件的空氣 濾清器的一種舉例實施形式。圖16示出一種具有擴散裝置的空氣濾清器的一種舉例實施形式。圖17示出沿著具有流入的旋流器的緊湊型過濾元件或笛形過濾元件的一個軸線 伸展方向的剖視圖。以下所述的實施形式絕不能理解為有局限，而是表明了適宜的，擔不是僅有的 發(fā)明實施形式。
具體實施例方式圖1示出了一種空氣濾清器100以及粗分離器120的一種舉例實施形式。粗分 離器具有旋流器裝置130，該旋流器裝置在這里所述的實施形式中具有多個單一旋流器 140。單一旋流器分別具有一個流出方向148。旋流器140的流出方向在這里指向空氣濾 清器外殼的原氣空腔102。在空氣濾清器外殼100里裝有過濾元件1，它在這里設計成多 重波紋管濾清器的形式。預分離的顆?？梢酝ㄟ^排塵管座129無需附加的抽吸例如通過 借助于重力、馬達的脈動等等而自動排出。這種簡單的、節(jié)省成本的結構可以導致旋流 器單元更大的直徑，然而這種結構并不容易堵塞。這里所示的過濾元件具有外波紋管10以及內波紋管20。由于圖1所示裝入方向 的限制，在用于過濾元件1的空氣濾清器外殼的支座101部位里在空氣濾清器外殼的向著 原料氣原氣側的那一側上設置密封裝置，通過具有兩個波紋管10，20的過濾元件1的設 計，在兩個波紋管10，20之間形成流入通道。過濾元件1在這里所示的實施形式中設有 保持形狀的殼罩60，在該殼罩上這里也設有過濾元件1的密封結構，用該密封結構使過 濾元件1裝入在空氣濾清器外殼100的支座101里。在圖1所示的實施形式中，內波紋 管20的兩個對置側面借助于密封元件51連接起來，從而使原氣側102和純氣側103相對 于過濾元件1相互滲透空氣密封地分開。因為圖1所示的空氣濾清器具有一種結構，在 該結構上支座101軸向布置在粗分離器的方向上，因此在相對應地構造一種這里所示的 雙波紋管濾清器時，形成唯一的流入通道，這個流入通道以環(huán)形間隙的形狀環(huán)繞在過濾 元件的原氣側的流入面上。單一旋流器140這里對準于流入通道的環(huán)形間隙的結構，因 此流出通道148與流入通道的環(huán)形間隙相對應。在過濾元件的流出側，第一波紋管10和 第二波紋管20用第二密封元件52密封地連接，從而也在這一側確保了過濾元件1的純氣 側和原氣側相對于過濾元件1的滲透空氣密封地分開。
圖2示 出了空氣濾清器的一種備選實施形式，該空氣濾清器具有布置在空氣濾 清器外殼100上的粗分離器120。這里粗分離器120也具有旋流器裝置130，它具有多個 單一旋流器140。相比于圖1所示的裝置，該在圖2中所示的粗分離器120具有許多單一 旋流器。粗分離器或者說旋流器裝置的排氣結構121這里也按過濾元件的流入幾何特征 進行優(yōu)化地來布置。粗分離的顆粒也可以通過排塵管座129借助于外部的抽吸排出，例 如通過排氣噴射器或者其它的低壓源，如散熱器風扇。為此需要附加的管路。同時可以 使旋流器單元的直徑變小，這在原理上引起更高的分離率。與圖1相反，過濾元件裝入在一方向上，在該方向上用于空氣濾清器外殼100的 過濾元件1的支座101布置在空氣濾清器外殼100的背離粗分離器120的一側。因此支 座和用于使過濾元件相對于空氣濾清器外殼100實現(xiàn)密封的密封結構也位于空氣濾清器 外殼相對于過濾元件1的純氣側。按此方式加大了原氣范圍102，這是因為圖2所示的空 氣濾清器具有過濾元件，該過濾元件可以通過兩個流入通道實現(xiàn)流入。圖2所示的過濾 元件1可以通過外殼面實現(xiàn)流入，因為原氣空腔102也是側面在過濾元件1旁邊經過，一 直到布置在支座101部位里的密封線。除此之外，在圖2里設計成雙波紋管濾清器的過 濾元件1具有另一流入通道，該另一流入通道基本上由內波紋管20的原氣側限定并且在 這里分布在過濾元件1的中間。正如參照圖1所述的那樣，內波紋管20的兩個相互對置 的側面與這里在純氣側上的密封元件51相互連接，而外波紋管10和內波紋管20在原氣 側與密封元件52氣密地相互連接。由于在圖2中所示的結構提供了兩個流入通道，因此單一旋流器140可以分別對 準于對應的流入通道。因為流入通道一個徑向在外部并且一個徑向在內部位于過濾元件 1的端面上，因此單一旋流器140 —方面可以設計成略小于在圖1所示的實施形式中，然 而為此覆蓋住兩個流入通道的整個環(huán)形間隙長度，該環(huán)形間隙長度在圖2所示的實施形 式中遠遠長于圖1中唯一的環(huán)形間隙的長度。圖3示出了本發(fā)明的另一種舉例的實施形式，其中除了布置在空氣濾清器的軸 向伸展方向A上的粗分離器120之外，在側面還布置另一粗分離器120，該另一粗分離器 原理上可以具有與布置在軸向伸展方向上的粗分離器類似的或者相同的構造。徑向布置 的第二粗分離器120也具有一有多個單一旋流器140的旋流器裝置130，所述單一旋流器 分別又具有一流出通道148。應該理解到，一種這樣徑向布置的粗分離器裝置也可以設計 成沒有軸向布置的粗分離器裝置，從而只是設計了徑向布置的、具有單一旋流器140的 粗分離器。圖3所示的實施形式示出了一空氣濾清器，它具有空氣濾清器外殼100，該 空氣濾清器外殼具有雙重波紋管過濾器作為過濾元件1，在該過濾元件中，原氣空腔102 相對于清潔氣腔103的密封在純氣側103 —側布置在支座101部位里的密封縫上。按此 方式對于過濾元件1來說，在空氣濾清器外殼100里又形成類似于圖2的雙通道的流入幾 何形狀，此時一流入通道對中布置以及另一流入通道布置在徑向外面，使得通過該徑向 外面布置的流入通道可以經過外波紋管10的外表面進行流入。按此方式，通過內波紋管 20構成的內流入通道的內部的外殼面通過軸向布置的、具有上面裝有單一旋流器的粗分 離器實現(xiàn)流入，而徑向外面布置的流入通道則經過外波紋管10的外部的外殼面，通過徑 向布置的、上面裝有單一旋流器140的粗分離器120實現(xiàn)流入。按此方式可以實現(xiàn)有目 的地流入外表面，以便能夠在空氣濾清器外殼里達到最佳的流動幾何特征。
圖4示出了在過濾元件1或空氣濾清器外殼100的徑向伸展方向上的剖視圖。 在這種布置中，可以見到單一旋流器140的徑向布置，它在這里所示的實施形式中用其 流出通道148相對于過濾元件1的外殼面對準在切向方向上。單一旋流器140具有旋流 器通道143，該旋流器通道具有入口側141和出口側144。入口側141具有空氣導板裝置 142，其布置成使得流入的空氣或者說流入的流體圍繞著旋流器通道143的縱軸線轉動， 使位于其中的粉塵顆粒由于離心力的作用而被甩到旋流器通道143的 外壁上，而且所述 粉塵顆粒在疊加有從入口側141在出口側144的方向上的流動時，就掉入或壓入到旋流器 通道殼體和出口漏斗之間的中間腔145里。按此方式可以取決于離心力地、將所要清潔 的流體或所要清潔的空氣里的重粉塵顆粒清洗掉，而除去了粉塵顆粒的空氣則從清潔空 氣出口孔148流入空氣濾清器外殼100的原氣空腔102里。空氣濾清器外殼在圖4所示 的實施形式中有一部位，這個部位至所要裝入的空氣濾清器1只有小的距離，空氣濾清 器在圖4中用114表示。除此之外空氣濾清器外殼100也有一部位116，這個部位從空氣 濾清器外殼至所要裝入的空氣濾清器元件1具有相對大的距離。兩個部位114和116通 過臺階115相互分開，其中這個臺階在圖4所示的實施形式中布置在徑向方向上。在這 個臺階里例如可以設有單一旋流器的開口，尤其是當該開口在切向方向上被鼓入空氣到 空氣濾清器外殼1的內腔或者說原氣空腔102里時。按此方式使流入的流體或者說流入 的空氣切向圍繞著過濾元件1轉動，從而不僅流入位于緊靠旋流器出口的過濾元件1的外 殼面部位，而且也在圓周方向上、流入過濾元件1的其它遠離的部位里。因為取決于運 行情況，所要清潔的流體或者說所要清潔的空氣流過過濾元件1的過濾面，因此所要清 潔的流體量在環(huán)繞方向上較小，這是因為它逐漸地經過過濾面從原氣空腔102轉入這里 沒有示出的清潔氣腔里。通過位于空氣濾清器外殼100和過濾元件1之間的中間腔的一 種逐漸變小的結構設計，然而可以使所要清潔的流體或所要清潔的空氣的壓力基本上在 過濾元件1的整個圓周長度上保持不變。尤其是為了避免在臺階15上的流入開口部位里 產生渦流，可以設計有空氣導板110或者其它導引流動和優(yōu)化的裝置。取代單一旋流器 也可以設有一種簡單的管座，它引起一種具有切向流入的空氣流入。通過切向的流入和 圍繞過濾元件1流動的圓形導向，可以在外殼100里實現(xiàn)粗分離。在這種情況下粉塵移 除機構可以集成在外殼里，以便將分離的顆粒從外殼里排出。圖5示出了一種折疊式過濾器元件的簡圖，其中示意示出了單一旋流器流出通 道148的布置。圖5示出了一種實施形式，其中過濾元件具有兩個流入通道，類似于圖 2和3所示的實施形式。保持形狀的殼罩60連同布置在其上面的密封幾何結構位于空氣 濾清器外殼的背離于單一旋流器140的軸向方向上。在圖5所示的實施形式中，外波紋 管10和內波紋管20通過第二密封元件52滲透空氣密封地相互連接起來，從而使流入單 一旋流器的所要清潔的空氣流入到外過濾器通道以及內過濾器通道里。通過外過濾器通 道，所要清潔的空氣經過外折疊過濾器的外部的外殼面流入在這里沒有示出的清潔氣部 位，而通過內流入通道流入的空氣則經過內波紋管的內部的外殼面流入清潔氣部位。圖6示出了一種過濾元件的布置，該過濾元件可以基本上與圖5所示的過濾元件 一致，其中然而這個過濾元件則從軸向對置側進行觀察。在這種情況下流入通道通過外 過濾元件10的內部的外殼面和內過濾元件20的外部的外殼面構成。這樣形成的環(huán)形通道 通過單一旋流器140的流出通道148實現(xiàn)流入。內折疊過濾器20的對置的內部的外殼面通過第一密封元件51滲透空氣密封地密封。保持形狀的殼罩60在圖6所示的視圖中設 計得相對較窄，因此無論是外波紋管10的端面還是內波紋管20的端面也都用作流入面。 可以理解的是，對于內濾清波紋管20位于內部的或者說對于外濾清波紋管10位于外部的 純氣側的折疊側分別與第一密封元件51或者說密封的保持形狀的殼罩60滲透空氣密封地 連接，從而又保證了在原氣側和純氣側的可靠分開。圖7示出了粗分離器幾何形狀的視圖，該粗分離器幾何形狀具有過濾元件，其 在一側有一流入通道。旋流器140沿著流入通道的開孔分布。旋流器并不直接緊隨所要 裝入的過濾元件1的圓周輪廓，而是在這里所說的實施形式中稍有偏離。按此方式可以 實現(xiàn)無論是就流入特性的優(yōu)化，還是在旋流器的位置需要方面的幾何布置的優(yōu)化。在側 面設有粉塵出口 129，經過它在旋流器140里分離出的顆?？梢曰蛘咄ㄟ^重力，或者通過 外部抽吸而排出。圖8示出了粗分離器幾何形狀的視圖，該粗分離器幾何形狀具有過濾元件，其 在一側有兩個流入通道。這里所示的旋流器140的直徑略小于圖7所示的旋流器的直徑。 然而這些旋流器如此分布，以至于它們通向兩個流入通道，即一個中央里面的流入通道 和一個中央外面的流入通道。這里也優(yōu)先在流入和幾何布置方面進行優(yōu)化，因此可以按 照兩種觀點來提供優(yōu)化的布置。圖9示出了一種雙波紋管過濾元件的三維立體簡圖，其中這里從傾斜上方可以 見到的一側與圖6所示的折疊過濾器的視圖相對應，而這里遮蓋住的下側則與圖5所示的 過濾元件1的視圖相對應。在圖9中由于是過濾元件的立體圖，可以多少更明顯地看到折 疊過濾元件的構造簡況。保持形狀的殼罩60這里設有密封裝置，該密封裝置可以嵌入在 空氣濾清器外殼的這里沒有表示出的支座里。保持形狀的殼罩60在這里所示的實施形式 中只是局部地布置在外波紋管10的折疊深度上，以便按此方式改進外波紋管的流入面， 尤其是外波紋管10內部的外殼面的流入面，只要從這一側進行流入的話。圖10示出了一種在圖7中示出的、具有傾斜設置的旋流器的粗分離器幾何形 狀。旋流器用其出口或者說流出幾何形狀與流入通道對準。這不僅可以通過對應的沿著 圓周的分布進行，而且也可以通過旋流器出口的對準來進行。既可以是整個旋流器，也 可以只是其出口是傾斜的。圖11示出了具有兩個側面設置的旋流器組的粗分離器幾何形狀，所述旋流器組 在軸向方向上實現(xiàn)流入。旋流器140在所示的實施形式中布置在邊緣，因此中央部位例 如對于外殼罩或者外殼蓋仍可接近以用于更換過濾元件。旋流器既可以傾斜地又可以徑 向地使流體流入過濾元件。此外旋流器裝置130的旋流器出口也可以這樣設置，使得在 空氣濾清器外殼100里產生一種切向的流動。粗分離器128的旋流器單元具有粉塵排出 口 129用于排出分離的顆粒。圖12示出了圖11所示實施形式的一種空氣濾清器外殼的內視圖。這里明顯地 可以看到出口幾何形狀148，該出口幾何形狀通入空氣濾清器外殼100的內部。徑向進行 流入。出口可以具有中間腔，該中間腔允許實現(xiàn)均勻的壓力分布，尤其是當旋流器之一 堵塞時。通過一種向真正的旋流器出口的橫向流動可以實現(xiàn)均勻地流入空氣濾清器外殼 100。旋流器本身這里并沒有示出。圖13 出了一種實施形式，其中旋流器被徑向地流入。在這里所示的布置中旋流器直接通入空氣濾清器外殼100的內腔。尤其是對于徑向看到的旋流器，具有粗分離 器的空氣濾清器外殼100的結構長度可以較短。
圖14示出了一種實施形式，其中旋流器極大程度上布置在空氣濾清器外殼的圓 周上，并且徑向地進行流入。沿著幾乎整個圓周的布置允許實現(xiàn)均勻的流入。粉塵出口 129則可以合并用于旋流器裝置的兩側?？諝鉃V清器外殼的端面空著，使得在那里也可以 設有一孔蓋，以便更換過濾元件。旋流器也可以徑向伸入到位于過濾元件前的空腔里， 使得空氣濾清器外殼的徑向伸長也可以比較小。在蓋上或者蓋里面也可以設有旋流器， 使得這些旋流器就可以在打開時翻開，以便可以夠到外殼的內腔，尤其是當旋流器徑向 伸向里面時。圖15示出了本發(fā)明的另一種舉例的實施形式，它具有空氣濾清器，該空氣濾清 器具有空氣濾清器外殼100和過濾元件支座101，后者在這里布置在空氣濾清器外殼的純 氣側的軸向方向上。在圖15所示的空氣濾清器外殼里在這里裝入緊湊元件形式的或者說 笛形過濾器形式或者說卷繞式過濾器形式的過濾元件1。這種卷繞式過濾器或者說笛形過 濾器具有一流入面，該流入面一般正交于通流方向地布置。圖15所示的笛形過濾器或者 說卷繞狀過濾器一般沒有沿著外圓周布置的流入面。因而對于在圖15中所示的笛形過濾 器或者說卷繞狀過濾器來說，在什麼位置上將過濾元件用的支座布置在空氣濾清器外殼 100上并且布置相應的密封一般就不重要了。所述密封也可以布置在原氣側102，而不是 在純氣側103，這樣做對真正的過濾結果并沒有影響。然而應該阻止密封裝置布置在原氣 側102的支座101上，從而可以將更多的粉塵顆粒在空氣濾清器外殼內收集起來，粉塵顆 粒例如進入到過濾元件1和空氣濾清器外殼100之間，但它們不能從那里移走。圖15所 示的粗分離器120又具有旋流器裝置130，該旋流器裝置具有多個單一旋流器140，其開 口指向過濾元件1的流入面2。在一種這樣的布置中，當設有較少數量的單一旋流器時造 成只是流入面13的某些部位用所要清潔的空氣進行流入。因而可能合理的是在粗分離 器120的流出部位和過濾元件1的流入面2之間設有擴散裝置150，正如與圖16所示的那 樣。一種這樣的擴散裝置例如可以用于，使得來自粗分離器120可能的不均勻流出實現(xiàn) 均勻化，從而使得在過濾元件1的流入面2上的流入均勻地進行。一種這樣的擴散裝置 150例如可以由一種無紡布，或者也可以由其它適合的材料，如發(fā)泡材料構成，然而擴散 裝置150也可以具有導板裝置，借助于導板裝置使得流入空氣這樣分布在過濾元件1的流 入面2上，從而形成一種均勻的流入。此外設于擴散裝置150里的導板可以這樣布置， 使得空氣在擴散裝置150后面引起圍繞軸向伸展方向A的旋轉運動，從而延長在擴散裝置 150和流入面2之間流過的路程，然而不必改變在擴散裝置150和流入面2之間的距離。 按此方式也可以實現(xiàn)均勻化地流入流入面2。圖17示出了本發(fā)明的另一種舉例的實施形式，其中過濾元件1的流入面2設有 凹處14，從而經過流出通道148實現(xiàn)優(yōu)化地流入被單一旋流器140所排出的空氣。一種 這樣的凹處例如可以在卷繞式過濾器的制造過程中按如下制成在第一卷繞部位里靠近 卷繞芯，使所要卷繞的笛形過濾器材料加寬，而所要卷繞的材料的寬度首先減小，然后 又加寬，從而在加上的卷繞厚度上形成凹處14。這既可以在圓形的又可以在橢圓形的卷 繞過濾器時達到。應該理解到，通過不對稱的側向移動，在卷繞一種等寬度的笛形過濾 器材料時，也可以實現(xiàn)這樣的凹處，因而在圖17中未示出的，對置的流出側形成一種相應類似的突起。應該指出，“包括”的概念并不排除其它的元件，同樣如“一個”的概念也不排除多個元件和步驟。所應用的附圖標記只是用于提高可理解性，決不要看作為限制，其中本發(fā)明的 保護范圍通過權利要求反映。
權利要求
1.內燃機的空氣濾清器，具有空氣濾清器外殼(100)，粗分離器(120)，其中空氣濾清器外殼(100)具有用于過濾元件的支座(101)和原氣空腔部位，其中原氣空腔部位(102)通過空氣濾清器外殼(100)相對于空氣濾清器被限定并且通 過在原氣側的外殼面或者說流入面相對于所要裝入的過濾元件被限定，其中粗分離器(120)具有排氣結構(121)，其中排氣結構與所要裝入的過濾元件的流 入面相相對應，其中粗分離器(120)具有旋流器裝置(130)，所述旋流器裝置具有多個分別具有流出 通道(148)的單一旋流器(140)，其中流出通道(148)對準于所要裝入的過濾元件的流入 面分布，其中空氣濾清器外殼(100)的支座(101)設計用于接納過濾元件，過濾元件的形式為 具有外置的濾清波紋管和相對于該外置的濾清波紋管徑向內置的濾清波紋管的多重波紋 管濾清器，其中單一旋流器(140)中的至少一部分用它們的流出通道(148)對準于與所要 裝入的過濾元件的流入通道相對應的線。
2.按權利要求1所述的空氣濾清器，其中至少一部分單一旋流器(140)用它們的流出 通道切向地沿著所要裝入的過濾元件的外圓周對準。
3.內燃機的空氣濾清器，具有空氣濾清器外殼(100)，粗分離器(120)，其中空氣濾清器外殼(100)具有用于過濾元件的支座(101)和原氣空腔部位，其中原氣空腔部位(102)通過空氣濾清器外殼(100)相對于空氣濾清器被限定并且通 過在原氣側的外殼面或者說流入面相對于所要裝入的過濾元件被限定，其中粗分離器(120)具有排氣結構(121)，其中排氣結構與所要裝入的過濾元件的流 入面相對應，其中粗分離器(120)具有旋流器裝置(130)，所述旋流器裝置具有多個分別具有流出 通道(148)的單一旋流器(140)，其中流出通道(148)對準于所要裝入的過濾元件的流入 面分布，其中單一旋流器(140)中的至少一部分用它們的流出通道切向地沿著所要裝入 的過濾元件的外圓周對準。
4.按權利要求2和3之一所述的空氣濾清器，其中單一旋流器(140)成一列布置在所 要裝入的過濾元件的軸向伸展方向(A)上。
5.按權利要求2至4中之一所述的空氣濾清器，其中空氣濾清器外殼(100)具有相對 于要裝入的過濾元件的徑向外殼面在圓周方向上變小的距離。
6.按權利要求2至5中之一所述的空氣濾清器，其中空氣濾清器外殼(100)具有臺階 (115)，臺階使至所要裝入的過濾元件小距離(114)的部位徑向向外與至所要裝入的過濾 元件大距離(116)的部位連接起來。
7.按權利要求6所述的空氣濾清器，其中在臺階(115)里設有排氣結構(121)的出口 (147)，所述出口在基本切向的方向上設有流出通道(148)。
8.按權利要求7所述的空氣濾清器，其中，在臺階(115)里設有至少一個單一旋流器(140)的出口(147)，所述出口在基本切向的方向上設有流出通道(148)。
9.按權利要求1，2和4至8之一所述的空氣濾清器，其中多個單一旋流器(140)用 其流出通道(148)對準于分布在所要裝入的多重濾清波紋管的至少兩個濾清波紋管之間 的環(huán)形間隙。
10.按權利要求1，2和4至9之一所述的空氣濾清器，其中空氣濾清器(100)具有多 重波紋管濾清器形式的過濾元件(1)，它具有外置的濾清波紋管(10)和與之徑向內置的 濾清波紋管(20)，其中外置濾清波紋管(10)的折疊深度小于與之相鄰的徑向內置濾清波 紋管(20)的折疊深度。
11.按權利要求10所述的空氣濾清器，其中外置波紋管(10)在向著流入側的面上具 有保持形狀的殼罩(60)，其中殼罩(60)只是部分地在徑向方向上在外置波紋管(10)的折 疊深度上延伸。
12.按權利要求1至11中之一所述的空氣濾清器，其中單一旋流器(140)具有旋流器 通道(143)，在其入口端(141)設有導板裝置(142)，設計該導板裝置用于使流入的空氣 圍繞旋流器通道(143)的伸展軸線轉動運動，而且在其出口端(144)上設有同心的出口裝 置，它具有內置的清潔空氣出口(146)和外置的過濾顆粒出口(145)。
13.內燃機的空氣濾清器，具有空氣濾清器外殼(100)，粗分離器(120)，其中空氣濾清器外殼(100)具有用于過濾元件的支座(101)和原氣空腔部位，其中原氣空腔部位(102)通過空氣濾清器外殼(100)相對于空氣濾清器被限定并且通 過在原氣側的外殼面或者說流入面相對于所要裝入的過濾元件被限定，其中粗分離器(120)具有排氣結構(121)，其中排氣結構與所要裝入的過濾元件的流 入面相對應，其中粗分離器(120)具有旋流器裝置(130)，所述旋流器裝置具有多個分別具有流出 通道(148)的單一旋流器(140)，其中流出通道(148)對準于所要裝入的過濾元件的流入 面分布，其中設計空氣濾清器外殼(100)的支座(101)用于接納緊湊型過濾元件，緊湊型過 濾元件的形式為具有基本上軸向流入面的卷繞的笛形過濾器，其中多個單一旋流器(140) 用它們的流出通道(148)對準于所要使用的笛形過濾器的流入面分布，并且在多個具有 其流出通道(148)的單一旋流器(140)和所要插入的笛形過濾器的流入面之間布置了擴散 裝置(150)，設計該擴散裝置用于使壓力均勻地分布在流入面上。
14.按權利要求13所述的空氣濾清器，其中空氣濾清器具有卷繞的笛形過濾器形式的 緊湊型過濾元件(1)，它具有基本上軸向的流入面(2)。
15.按權利要求14所述的空氣濾清器，其中緊湊型過濾元件(1)的流入面(2)在位于 單一旋流器(140)的流出通道(148)方向上的部位里具有凹處(14)。
16.按權利要求1至15中之一所述的空氣濾清器，其中在圓周方向上，在空氣濾清器 外殼(100)的外壁(105)和所要裝入的過濾元件的流入面之間設有導板裝置(110)。
全文摘要
本發(fā)明涉及一種具有粗分離器的空氣濾清器，所述空氣濾清器具有優(yōu)化的進氣幾何特征，其中粗分離器的流出幾何特征與濾清器元件的流入幾何特征協(xié)調一致。
文檔編號B01D46/00GK102015057SQ200980114804
公開日2011年4月13日 申請日期2009年2月26日 優(yōu)先權日2008年2月26日
發(fā)明者K·明克爾, M·海姆, M·科爾奇克, S·貝克爾 申請人:曼·胡默爾有限公司