DE202004011074U1

DE202004011074U1 - Lüfter mit einer Filtermatte zur Erfassung des Verschmutzungsgrades der Filtermatte

Info

Publication number: DE202004011074U1
Application number: DE202004011074U
Authority: DE
Original assignee: Pfannenberg GmbH
Current assignee: Pfannenberg GmbH
Priority date: 2004-01-22
Filing date: 2004-07-15
Publication date: 2004-10-28
Anticipated expiration: 2014-07-16
Also published as: DE202004000994U1

Abstract

Lüfter (100) mit einem Gebläse (30) für den Einbau in eine Montagedurchbrechung (110) in einer Wand (115) eines Gehäuses (105), insbesondere für abwärmeerzeugende Bauteile, wie Schaltschrank, Elektronikschrank, Computersystem o. dgl., zur Erfassung des Verschmutzungsgrades der Filtermatte, wobei der Lüfter (100) ein Grundgehäuse (20) mit einem Gebläseträger (35), ein als Deckel ausgebildetes Lüftungsgitter (10) und eine zwischen dem Grundgehäuse (20) und dem Lüftungsgitter (10) angeordnete Filtermatte (40) umfasst und das Gebläse (30) Luft in einer Strömungsrichtung (S) durch die Filtermatte (40) hindurch fördert, dadurch gekennzeichnet,
dass zum Erfassen des Verschmutzungsgrades der Filtermatte (40)
– eine Einrichtung (200) zur Messung von Druckdifferenzen oder
– eine Einrichtung (210) zur Messung der Drehzahländerung des Gebläses (30) oder
– eine Einrichtung (220) zur Messung des Luftvolumenstromes oder
– eine Einrichtung (230) zur optischen Verschmutzungsanzeige
vorgesehen ist, wobei bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für den Wirkungsgrad der Filtermatte...

Description

Die Erfindung betrifft einen Lüfter mit einem Gebläse für den Einbau in eine Montagedurchbrechung in einer Wand eines Gehäuses gemäß dem Oberbegriff des Anspruches 1 zur Erfassung des Verschmutzungsgrades der Filtermatte.
Bei in einem Gehäuse angeordneten elektronischen Bauteilen welche durch den durch sie fließenden elektrischen Strom teilweise eine erhebliche Abwärme erzeugen ist es notwendig, deren Abwärme aus dem Gehäuse abzuführen und eine Temperatur in dem Gehäuse durch mehr oder weniger starkes Einblasen oder Absaugen von Umgebungsluft in den Gehäuseinnenraum mittels eines Lüfters zu regulieren. Ein dem Fachmann bekanntes Beispiel hierfür sind Gehäuse für einen PC oder ein Schaltschrank- bzw. Elektronikschrankgehäuse. Üblicherweise sind derartige Gehäuse mit Lüftern versehen, die entweder im Dauerbetrieb betrieben werden oder thermostatgesteuert in Abhängigkeit der Lufttemperatur im Gehäuse an- und abgeschaltet werden.
Aufgrund der elektrostatischen Aufladung der elektronischen Bauteile und Komponenten, die im Inneren des Gehäuses angeordnet sind, lagern sich an ihnen Schmutz- und Staubpartikel an, so dass Fehlfunktionen dieser Bauteile auftreten können. Zur Vermeidung dieser Verschmutzung ist es bekannt, im Lüfter eine zusätzliche Filtermatte vorzugsweise aus einem dem Fachmann bekannten gewirkten oder vernadelten Kunststoffmaterial vorzusehen, um diese Staub- und Schmutzpartikel aus der durch den Lüfter in einer Strömungsrichtung hindurchgeförderten Luft herauszufiltern. Hierfür ist vorzugsweise in Strömungsrichtung der Luft gesehen vor dem Gebläse des Lüfters eine Filtermatte angeordnet wobei ein Zwischenraum zwischen der Filtermatte und dem Gebläse von einem Grundgehäuse und einem Gebläseträger gegen die Umgebung im wesentlichen luftdicht abgeschlossen ist.
Der Lüfter bzw. dessen Grundgehäuse ist in einer Montagedurchbrechung einer Wand des Gehäuses u. a. eines Computersystems angeordnet und beispielsweise mittels Schraubverbindungen fixiert. Zur Entlüftung des Gehäuses dienen in der Wand des Gehäuses eingebrachte Luftaustrittsschlitze, die üblicherweise ohne zusätzliche Filtereinrichtungen ausgebildet sind.
Das nach außen weisende Lüftungsgitter, das den Deckel des Lüfters bildet und durch das hindurch Umgebungsluft vom Gebläse des Lüfters durch die Filtermatte hindurch angesaugt wird, kann ein optisch anspre chendes Äußeres aufweisen bzw. entsprechend der Farbgebung des Gehäuses, in das der Lüfter eingebaut ist, ausgestaltet sein.
Die bei den Lüftern verwendeten Filtermatten sind zwischen dem äußeren Lüftungsgitter und dem Grundgehäuse des Lüfters angeordnet. Das Lüftungsgitter ist üblicherweise über Klemm- oder Rastverbindungen oder Schraubverbindungen mit dem Grundgehäuse des Lüfters lösbar verbunden, um eine gebrauchte Filtermatte gegen eine neue und saubere Filtermatte austauschen zu können. Üblicherweise muss hierfür das gesamte Lüftungsgitter von dem Grundgehäuse des Lüfters unter Verwendung von Werkzeugen gelöst werden. Oftmals stellt sich dabei heraus, dass die Filtermatte noch nicht besonders verschmutzt ist, so dass der Lüfter eine ausreichende Lüftungsleistung aufweist und ein Austausch noch nicht notwendig ist.
Aufgabe der vorliegenden Erfindung ist es, einen Lüfter gemäß der Eingangs beschriebenen Art so auszubilden, dass ein Austausch einer Filtermatte erst dann vorgenommen werden muss, wenn es aufgrund der Verschmutzung der Filtermatte tatsächlich notwendig ist und wenn der Wirkungsgrad einen vorgegebenen Wert unterschreitet.
Gelöst wird diese Aufgabe bei einem Lüfter mit den im Anspruch 1 angegebenen Merkmalen.
Hiernach besteht die Erfindung darin, dass bei einem Lüfter der eingangs genannten Art zum Erfassen des Verschmutzungsgrades der Filtermatte

– eine Einrichtung zur Messung von Druckdifferenzen oder
– eine Einrichtung zur Messung der Drehzahländerung des Gebläses oder
– eine Einrichtung zur Messung des Luftvolumenstromes oder
– eine Einrichtung zur optischen Verschmutzungsanzeige

Besonders vorteilhaft ist dabei eine Ausführungsform nach der mit Hilfe zweier Druckmessvorrichtungen an zwei verschiedenen Orten ein Luftdruck gemessen wird, wobei in Strömungsrichtung der vom Gebläse durch den Lüfter hindurch geförderten Luft gesehen der eine Ort außerhalb des Lüfters liegt und dementsprechend der normale Luftdruck der Umgebungsluft gemessen wird und der andere Ort zwischen der Filtermatte und dem Gebläse des Lüfters. Dabei wird der Effekt ausgenutzt, dass durch eine zunehmende Verschmutzung der Filtermatte, das bedeutet, dass beispielsweise die Zwischenräume zwischen Kunststofffäden der Filtermatte von Schmutz- und Staubpartikeln zugesetzt werden, bei gleichbleibender Gebläseleistung immer weniger Luft durch die Filtermatte hindurch gefördert wird, da der zur Verfügung stehende Strömungsquerschnitt in der Filtermatte durch die Verschmutzung verringert ist. Aufgrund des im Wesentlichen luftdichten Abschlusses nach außen hin des Bereichs zwischen der Filtermatte und dem Gebläse wird die darin vorhandene gefilterte Luft durch das Gebläse schneller abgesaugt als neue Luft durch die Filtermatte nachströmen kann, so dass in diesem Bereich der Luftdruck abfällt.
Mit den beiden Druckmessvorrichtungen wird dieser durch die Verschmutzung verursachte Druckabfall an der Filtermatte erfasst, wobei aus den beiden Druckwerten beispielsweise in einer elektronischen Steuereinrichtung des Lüfters die Druckdifferenz in Strömungsrichtung gesehen vor und hinter der Filtermatte ermittelbar ist. Diese Druckdifferenz wiederum kann über geeignete Anzeigemittel, die dem Lüfter zugeordnet sind, einem Nut zer des Lüfters angezeigt werden. Dabei können im Rahmen der Erfindung die Druckmessvorrichtungen und die Anzeigemittel zur Anzeige der mit den Druckmessvorrichtungen gemessenen Druckdifferenz vom Fachmann beliebig ausgestaltet werden. Beispielsweise ist es möglich, dass zur Messung von Luftdrücken dem Fachmann bekannte Piezokristalle verwendet werden, die druckabhängige elektrische Signale liefern, die wiederum in einer elektronischen Auswerteeinheit ausgewertet und beispielsweise mit einer Digitalanzeige die Druckdifferenz dem Nutzer angezeigt wird. Es kann aber auch ein mechanischer Abgriff des Luftdrucks erfolgen und die Druckdifferenz mit mechanischen Anzeigevorrichtungen wie im Folgenden beschrieben angezeigt werden.
Es versteht sich, dass mit zunehmender Verschmutzung die Druckdifferenz in Strömungsrichtung gesehen vor und hinter der Filtermatte stetig zunimmt, wobei einem Grenzwert einer Druckdifferenz eine maximal zulässige Verschmutzung der Filtermatte zuordenbar ist. Das bedeutet, dass bei diesem Grad der Verschmutzung nur noch eine so geringe Luftmenge vom Gebläse des Lüfters durch die Filtermatte hindurch förderbar ist, dass eine ausreichende Belüftung bzw. Abkühlung der im Gehäuse beispielsweise des Computersystems angeordneten elektronischen Bauteile nicht mehr gewährleistet ist und deren Beschädigung nicht ausgeschlossen werden kann. Sobald eine derartige Verschmutzung der Filtermatte erreicht ist muss diese zum störungsfreien Betrieb des Lüfters bzw. des damit belüfteten Computersystems ausgetauscht werden. Das Erreichen dieser Verschmutzung bzw. des damit ansteigenden Druckabfalls wird dem Nutzer über geeignete Anzeigevorrichtungen mitgeteilt.
Der Vorteil der Erfindung besteht darin, dass über die Anzeige der Druckdifferenz der Nutzer erkennen kann, ob bereits die Filtermatte des Lüfters ausgetauscht werden muss. Somit ist eine unnötige Kontrolle der Filtermatte auf Verschmutzung, die unter Umständen mit aufwändigen Demontagearbeiten am Lüfter und insbesondere mit Stillstandszeiten beispiels weise des Computersystems verbunden ist, vermieden werden, so dass die Betriebskosten des gesamten Systems verringert werden. Auch kann der Lüfter in Räumen mit unterschiedlichem Raumklima oder unterschiedlichen Luftverschmutzungen eingesetzt werden. Es versteht sich, dass die Druckdifferenz für eine maximal zulässige Verschmutzung auch für eine geänderte Gebläseleistung einstellbar ist.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung sind Gegenstand der Unteransprüche.
Das Erfassen des Verschmutzungsgrades der Filtermatte kann nach weiteren Ausführungsformen der Erfindung neben Einrichtungen zur Messung von Druckdifferenzen auch mittels Einrichtungen zur Messung der Drehzahländerung des Gebläses oder zur Messung des Luftvolumenstromes oder mittels einer Einrichtung zur optischen Verschmutzungsanzeige erfolgen.
Durch die Ausgabe eines Warnsignals bei Überschreiten eines Grenzwerts für die Druckdifferenz wird ein Nutzer auf die nunmehr erreichte maximal zulässige Verschmutzung der Filtermatte des Lüfters hingewiesen. Dies bietet den Vorteil, dass eine Anzeige der Druckdifferenz vom Nutzer nicht ständig überwacht werden muss, so dass der Nutzungskomfort des Lüfters erhöht ist. Dabei kann ein Warnsignal im Rahmen der Erfindung in beliebiger Weise oder wie im Folgenden beschrieben ausgegeben werden. Vorzugsweise ist der Grenzwert für die Druckdifferenz mit einer dementsprechend verringerten Förderleistung einstellbar, um den Lüfter zur Belüftung unterschiedlicher elektronischer Komponenten zu verwenden, die beispielsweise eine unterschiedliche Empfindlichkeit bei der Abführung der von ihnen produzierten Wärme aufweisen.
In bevorzugter Weise ist die Druckdifferenz und gegebenenfalls das Warnsignal optisch und/oder akustisch ausgebbar. Dies kann dadurch er folgen, dass eine von Druckmessvorrichtungen ermittelte Druckdifferenz mit einem Dezimalwert auf einem Display ausgegeben wird, wobei bei Überschreiten eines Grenzwerts für die Druckdifferenz beispielsweise der Zahlenwert zu blinken anfängt. Ebenso ist es möglich, dass eine zusätzliche Warnleuchte, z. B. eine rote LED, aufleuchtet. Weiterhin kann das Warnsignal durch Ausgabe eines Signaltons gegeben werden. Ebenso ist es möglich, dass unterschiedlichen Verschmutzungsgraden der Filtermatte und dementsprechend unterschiedlichen Werten der Druckdifferenz farblich unterschiedliche Lichtsignale zugeordnet sind. Beispielsweise kann bei einer sauberen unverschmutzten Filtermatte und einer dementsprechend geringen Druckdifferenz eine grüne Leuchtdiode aktiviert sein, bei zunehmender Verschmutzung eine gelbe Leuchtdiode und bei Überschreiten eines zulässigen Grenzwertes für die Verschmutzung und einer dementsprechend großen Druckdifferenz eine rote Leuchtdiode.
Zur Anordnung der Druckmessvorrichtungen ist in einer ersten Ausgestaltung vorgeschlagen, dass in Strömungsrichtung vor der Filtermatte des Lüfters gesehen die erste Vorrichtung angeordnet ist und die zweite Vorrichtung zwischen der Filtermatte und dem Gebläse des Lüfters. Das bedeutet, dass die erste Druckmessvorrichtung den Luftdruck der Umgebungsluft außerhalb des Lüfters erfasst und die zweite Druckmessvorrichtung den Druck, der zwischen der Filtermatte und dem Gebläse herrscht. Dieser Druck ist gegenüber der Umgebungsluft bei eingeschaltetem Gebläse verringert, da durch die Filtermatte, die einen Strömungswiderstand darstellt, weniger Luft hindurchtritt, als vom Gebläse gefördert wird. Dieser Effekt wird durch eine zunehmende Verschmutzung der Filtermatte durch Staub o. dgl. verstärkt. Die zweite Druckmessvorrichtung ist hierbei vorzugsweise in dem nach außen abgeschlossenen Grundgehäuse des Lüfters angeordnet und die erste Druckmessvorrichtung an der Außenseite des Gehäuses der elektronischen Bauteile.
In einer alternativen Ausgestaltung ist die zweite Druckmessvorrichtung ebenfalls zwischen Filtermatte und Gebläse angeordnet und die erste Druckmessvorrichtung in Strömungsrichtung gesehen nach dem Gebläse des Lüfters im Innenraum des Gehäuses der elektronischen Bauteile. Da der Lüfter Luft von außen in ein mit vorstehend beschriebenen Luftaustrittsschlitzen versehenes Gehäuse hinein fördert herrscht innerhalb des Gehäuses selbst beispielsweise eines Computersystems ebenfalls im Wesentlichen der gleiche Luftdruck wie in der Umgebungsluft außerhalb des Gehäuses, so dass bei dieser Anordnung die gleiche Druckdifferenz wie vorstehend beschrieben erfasst werden kann.
Zur einfachen Anzeige einer Druckdifferenz dient eine optische Anzeigevorrichtung, die als ein mit der Druckdifferenz beaufschlagter bewegbarer Schwebekörper ausgebildet ist. Der Schwebekörper ist in einer luftdicht abgeschlossenen Einhausung angeordnet, die einenends über eine Schlauch- oder Rohrleitung mit dem Bereich des Lüfters zwischen Filtermatte und Gebläse in Verbindung steht und anderenends mit der Umgebungsluft. Derart wirken beim Betrieb des Lüfters unterschiedliche Luftdrücke auf den Schwebekörper ein, so dass dieser seine Position in der Einhausung, in der er angeordnet ist, in Abhängigkeit der Druckdifferenz ändert. Hierbei dienen die Schläuche, die jeweils in unterschiedliche Bereiche des Lüfters oder des Gehäuses führen, als mechanische Druckmessvorrichtungen, da an den Schläuchen unterschiedliche Luftdrücke anliegen.
Dabei ist die Einhausung für den Schwebekörper vorzugsweise derart ausgebildet, dass er mit Führungseinrichtungen in der Einhausung geführt ist und lediglich eine lineare Bewegung zwischen den mit den unterschiedlichen Luftdrücken beaufschlagten Enden der Einhausung vollführen kann. Zusätzlich ist die Einhausung mit einem Sichtfenster versehen, um die Position des Schwebekörpers in der Einhausung überwachen zu können.
Zur verbesserten Anzeige einer Verschmutzung der Filtermatte sind dem Schwebekörper weitere Leuchtmittel zugeordnet. Beispielsweise kann der Schwebekörper durch eine Änderung seiner Position in der Einhausung elektrische Kontakte öffnen oder schließen, um derart drei verschiedenfarbige Leuchtdioden wie vorstehend beschrieben zu aktivieren bzw. zu deaktivieren, um dem Nutzer des Lüfters eine eindeutige Information über den Verschmutzungsgrad der Filtermatte anzuzeigen.
Zur Dämpfung der Bewegung des Schwebekörpers und insbesondere bei einer vertikalen Bewegung des Schwebekörpers in der Einhausung ist dieser mit einer Federkraft beaufschlagt. Hierfür wird eine Zugfeder zwischen der Einhausung und dem Schwebekörper angebracht, so dass dieser entgegen der Federkraft von der Druckdifferenz des Luftdrucks in eine Richtung beispielsweise nach unten gezogen wird. Im Ruhezustand, d. h. wenn das Gebläse abgeschaltet ist, zieht die Feder den Schwebekörper nach oben in seine Ausgangslage.
Um eine verschmutzte Filtermatte in einfacher Weise austauschen zu können ist das Lüftungsgitter des Lüfters einendseitig an dem Grundgehäuse um eine waagerechte oder senkrechte Schwenkachse verschwenkbar angeordnet, wobei das Lüftungsgitter auf seiner dem Grundgehäuse des Lüfters zugekehrten Innenseite eine Filtermatte trägt, die abnehmbar an dem Lüftungsgitter gehaltert ist. Dies bietet den Vorteil, dass das nach außen weisende Lüftungsgitter des Lüfters, das über die Wand des Gehäuses in dem der Lüfter eingebaut ist nach außen übersteht, lediglich aufgeklappt oder verschwenkt wird, um die Filtermatte insbesondere werkzeugfrei austauschen zu können. Die Filtermatte ist dabei über dem Fachmann bekannte Rast- oder Schnappverbindungen oder sonstige lösbare Vorrichtungen an dem Lüftungsgitter befestigt. Das Lüftungsgitter selbst ist ebenfalls bevorzugt über Rast- oder Schnappverbindungen in seiner geschlossenen Position fixiert.
Der Lüfter zum Erfassen des Verschmutzungsgrades der Filtermatte mit einem Gebläse für den Einbau in eine Montagedurchbrechung in einer Wand eines Gehäuses, insbesondere für abwärmeerzeugende Bauteile, wie Schaltschrank, Elektronikschrank, Computersystem o. dgl., wobei der Lüfter ein Grundgehäuse mit einem Gebläseträger, ein als Deckel ausgebildetes Lüftungsgitter und eine zwischen dem Grundgehäuse und dem Lüftungsgitter angeordnete Filtermatte umfasst und das Gebläse Luft in einer Strömungsrichtung durch die Filtermatte hindurch fördert, arbeitet in der Weise, dass der Luftdruck außerhalb des Lüfters und zwischen der Filtermatte und dem Gebläse vermittels zweier Vorrichtungen zur Ermittlung einer Druckdifferenz gemessen und die gemessene Druckdifferenz bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes mittels eines lichtoptischen und/oder akustischen Warnsignals angezeigt wird.
Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in den Zeichnungen dargestellt. Es zeigen:
1 einen schematischen Schnitt durch eine Filtermatte und ein Gebläse, mit einer Einrichtung zur Erfassung von Druckdifferenzen,
2 einen Schnitt durch ein Gehäuse mit einem Lüfter,
3 den gleichen Schnitt mit einem Schwebekörper,
4 ein Diagramm des Druckabfalls an der Filtermatte und
5 einen Schnitt durch ein Gehäuse mit einem Lüfter und mit schematisch dargestellten Einrichtungen zum Erfassen des Filtermattenverschmutzungsgrades vermittels Drehzahländerung des Gebläses, Luftvolumenstrommessung oder optischer Messmethoden.
Der schematischen Darstellung in 1 ist das Prinzip der Erfassung der Druckdifferenz entnehmbar. Ein Gebläse 30 eines im Folgenden be schriebenen Lüfters 100 fördert in einer Strömungsrichtung S wie durch die Pfeile angedeutet Luft durch eine Filtermatte 40, um Verschmutzungspartikel 41 aus der geförderten Luft herauszufiltern. Dabei besteht die Filtermatte 40 aus einem hierfür geeigneten Kunststoffmaterial, beispielsweise in Form eines Vlieses, in dem die Kunststofffasern statistisch verteilt angeordnet und eventuell miteinander vernadelt sind. Auch Filtermatten aus organischem oder anorganischem Material können eingesetzt werden. In den Lücken zwischen den Fasern der Filtermatte 40 werden die Staub- und Schmutzpartikel 41 herausgefiltert, so dass mit zunehmender Verschmutzung der Filtermatte 40 sich der Strömungswiderstand der durch das Gebläse 30 geförderten Luft erhöht. In Strömungsrichtung S vor der Filtermatte 40 und hinter dem Gebläse 30, also außerhalb des Lüfters 100, herrscht im Wesentlich der konstante Luftdruck p₀ der Umgebungsluft. Lediglich in dem Bereich zwischen dem Gebläse 30 und der Filtermatte 40 findet durch die Förderleistung des Gebläses 30 eine Verringerung des Luftdrucks p₁ statt, da dieser Bereich mit einem im Folgenden beschriebenen Grundgehäuse 20 gegen die Umgebungsluft abgedichtet ist.
Diese Druckdifferenz wird mit Hilfe von Druckmesseinrichtungen 200 an der Umgebungsluft bzw. in dem Bereich zwischen Filtermatte 40 und Gebläse 30 erfasst und eine Differenz hieraus in der Vorrichtung 60 gebildet, wobei diese Druckdifferenz über geeignete Mittel dem Nutzer des Lüfters 100 anzeigbar ist.
Der Lüfter 100 wird vorzugsweise als Gebläse oder Ventilator zur Belüftung von Gehäusen 105 von beispielsweise Schaltschränken, Elektronikschränken, Computersystemen o. dgl. verwendet, wobei in dem Gehäuse 105 in der 2 nicht abgebildete wärmeerzeugende elektronische Bauteile und Komponenten angeordnet sind. Der Lüfter 100 ist in einer Montagedurchbrechung 110 der Wand 115 des Gehäuses 105 beispielsweise mit einer Schraubverbindung befestigt.
Die wesentlichen Bauteile des Lüfters 100 sind ein nach außen weisendes Lüftungsgitter 10, ein Grundgehäuse 20 und ein Gebläseträger 35 für das Gebläse 30. Hierbei ist der Bereich zwischen dem Gebläse 30 und der Filtermatte 40 durch den Gebläseträger 35 bzw. das Grundgehäuse 20 im Wesentlichen luftdicht gegen die Umgebung abgeschlossen.
Das Lüftungsgitter 10 ist an seiner Unterseite um eine Schwenkachse 25 verschwenkbar an dem Grundgehäuse 20 gelagert, so dass das Lüftungsgitter 10 wie durch den Pfeil angedeutet nach rechts aufgeklappt werden kann, um eine verschmutzte Filtermatte 40, die lösbar an der Innenseite des Lüftungsgitters 10 befestigt ist, austauschen zu können.
Im Betrieb des Gebläses 30 wird wie durch den horizontalen Pfeil angedeutet in Strömungsrichtung S Luft von außen angesaugt, durch die Filtermatte 40 gefördert und in dieser gereinigt. Im Inneren des Gehäuses 105 herrscht auch bei eingeschaltetem Gebläse 30 aufgrund der in der Wand 115 eingebrachten Luftaustrittsschlitze 120 im Wesentlichen der gleiche Luftdruck p₀ wie außerhalb des Gehäuses 105, da durch die Luftaustrittsschlitze 120 ein instantaner Druckausgleich erfolgt. Lediglich in dem Bereich zwischen der Filtermatte 40 und dem Gebläse 30, der im Wesentlichen luftdicht gegen die Umgebung abgeschlossen ist, herrscht aufgrund des Strömungswiderstands der Filtermatte 40 und der darin herausgefilterten Verschmutzungen 41 und der Saugleistung des Gebläses 30 ein gegenüber dem Umgebungsluftdruck verringerter Luftdruck p₁.
Diese Druckdifferenz kann jeweils mit an geeigneter Stelle angebrachten und zur Vereinfachung der Darstellung hier nicht abgebildeten Druckmessvorrichtungen erfasst werden. Hierzu ist eine erste Druckmessvorrichtung in Strömungsrichtung S vor der Filtermatte 40 beispielsweise außenseitig am Gehäuse 105 angeordnet. Eine zweite Druckmessvorrichtung ist in dem vom Gebläseträger 35 abgeschlossenen Innenraum ange ordnet. Die Differenz dieser beiden Luftdrücke im Betrieb des Lüfters 100 wird von einer Vorrichtung 60 zur Ermittlung einer Druckdifferenz erfasst und über geeignete Anzeigemittel dem Nutzer des Lüfters 100 mitgeteilt. Diese Anzeigemittel können optische und/oder akustische Anzeigemittel sein. Die jeweiligen Luftdrücke können elektronisch beispielsweise mit Piezokristallen oder mechanisch erfasst werden.
In der 3 ist eine mechanische Druckanzeigevorrichtung dargestellt. Diese besteht im Wesentlichen aus einem Schwebekörper 130, der in einer Einhausung 140 angeordnet ist. Die Einhausung 140 steht über Schläuche 135 einenends mit dem Bereich zwischen der Filtermatte 40 und dem Gebläse 30 in Verbindung und anderenends mit der Umgebungsluft im Inneren des Gehäuses 105, so dass im Betrieb des Lüfters 100 auf die beiden Seiten der Einhausung 140 bzw. den darin angeordneten Schwebekörper 130 unterschiedliche Luftdrücke einwirken. Die Anordnung ist hierbei so gewählt, dass die untere Seite der Einhausung 140 mit dem Bereich zwischen Filtermatte 40 und Gebläse 30 in Verbindung steht, so dass hier üblicherweise ein geringerer Luftdruck p₁herrscht als in der Umgebungsluft an der Oberseite der Einhausung 140. Somit wird der Schwebekörper 130 wie durch den Doppelpfeil angedeutet entgegen einer elastischen Kraft einer Feder 141 nach unten gezogen, die den Schwebekörper 130 im Ruhezustand des Gebläses 30 an der Oberseite der Einhausung 140 hält. Bei geringer Verschmutzung strömt die Luft im Wesentlichen ungehindert durch die Filtermatte 40, so dass zwischen der Filtermatte 40 und dem Gebläse 30 ungefähr der gleiche Luftdruck p₀ herrscht wie in der Umgebungsluft. Somit verbleibt der Schwebekörper ungefähr in seiner ursprünglichen Position. Je mehr die Verschmutzung zunimmt umso weniger Luft kann die Filtermatte 40 durchströmen und die Druckdifferenz nimmt zu, da das Gebläse 30 die Luft zwischen Filtermatte 30 und Gebläse 40 absaugt. Dadurch wird der Schwebekörper 130 entgegen der Federkraft nach unten gezogen. Wird die Filtermatte 40 ausgetauscht zieht die Feder 141 den Schwebekörper 130 wieder in die Ausgangsstellung.
Zur Gewährleistung einer linearen Bewegung des Schwebekörpers 130 dienen seitliche Führungen 142 in der Einhausung 140. Zur Kontrolle der Position des Schwebekörpers 130 in der Einhausung 140 dient ein Sichtfenster 143 durch das hindurch der Schwebekörper 130 sichtbar ist. Zusätzlich können dem Schwebekörper 130 Leuchtdioden unterschiedlicher Farben beispielsweise grün, orange und rot zugeordnet sein, um die verschiedenen Verschmutzungsgrade der Filtermatte 40 anzuzeigen, wobei die LEDs entsprechend der Position des Schwebekörpers 130, die eine Verschmutzung wiedergibt, angesteuert werden.
Dem Diagramm in 4 ist der Druckabfall an der Filtermatte 40 entnehmbar. Hierbei ist in Y-Richtung ein Luftdruck p aufgetragen und in der X-Richtung die Strömungsrichtung S. Vor der Filtermatte 40 herrscht ein im Wesentlichen konstanter Luftdruck p₀ der Umgebungsluft. In dem Bereich zwischen Filtermatte 40 und Gebläse 30, die hier schematisch eingezeichnet sind, herrscht ein demgegenüber verringerter Luftdruck p₁, der geringer wird, je größer die Verschmutzung der Filtermatte 40 ist, da durch die Verschmutzung der Strömungsquerschnitt der Filtermatte 40 zunehmend verringert wird.
Hinter dem Gebläse 30 herrscht wiederum im Wesentlichen der konstante Luftdruck p₀ der Umgebungsluft, da die vom Lüfter 100 in ein Gehäuse 105 hinein geförderte Luft an Luftaustrittsschlitzen 120 des Gehäuses wieder aus diesem austreten kann. Somit kann mit zwei Druckmessvorrichtungen diese Druckdifferenz erfasst und hieraus auf eine Verschmutzung der Filtermatte 40 geschlossen werden.
Wie 5 zeigt, sind auch andersartig ausgebildete Einrichtungen zur Überwachung des Wirkungsgrades bzw. Verschmutzungsgrades der Fil termatte 40 einsetzbar. So kann eine z. B. an der Antriebswelle 211 für das Gebläse 30 angreifende Einrichtung 210 eingesetzt werden, die Drehzaländerungen des Gebläses 30 überwacht und in Abhängigkeit davon dann die akustische und/oder optische Warneinrichtung 250 steuert. So kann z. B. ein digitaler Umdrehungszähler verwendet werden. Der Verschmutzungsgrad der Filtermatte 40 kann auch vermittels einer optischen Einrichtung 230 erfasst werden; auch ist die Messung des Luftvolumenstromes durch die Filtermatte mit einer entsprechenden Einrichtung 220 möglich. So kann z. B. durch die Luftströmung ein Schalter derart betätigt werden, dass sich bei einer Verringerung des Luftstromes der Schalter vermittels Federdruck in eine Stellung bewegt wird, in der die Warneinrichtung 250 betätigt oder das Außerbetriebsetzen der Antriebsvorrichtung für das Gebläse 30 gesteuert wird. Die Warneinrichtung 250 arbeitet dabei mit der Antriebsvorrichtung für das Gebläse 30 derart zusammen, dass bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes ein akustisches und/oder optisches Signal abgesetzt und/oder die Antriebsvorrichtung für das Gebläse 30 außer Betrieb gesetzt wird.

10: Lüftungsgitter
20: Grundgehäuse
25: Schwenkachse
30: Gebläse
35: Gebläseträger
40: Filtermatte
41: Verschmutzung
60: Vorrichtung zur Ermittlung einer Druckdifferenz
100: Lüfter
105: Gehäuse
110: Montagedurchbrechung
115: Wand
120: Luftaustrittsschlitz
130: Schwebekörper
135: Schlauch
140: Einhausung
141: Feder
142: Führung
143: Sichtfenster
S: Strömungsrichtung
p: Luftdruck
200: Druckmesseinrichtung
210: Drehzahlmesseinrichtung
211: Antriebswelle
220: Luftvolumenstrommesseinrichtung
230: optische Verschmutzungsmesseinrichtung
250: Warneinrichtung

Claims

Lüfter (100) mit einem Gebläse (30) für den Einbau in eine Montagedurchbrechung (110) in einer Wand (115) eines Gehäuses (105), insbesondere für abwärmeerzeugende Bauteile, wie Schaltschrank, Elektronikschrank, Computersystem o. dgl., zur Erfassung des Verschmutzungsgrades der Filtermatte, wobei der Lüfter (100) ein Grundgehäuse (20) mit einem Gebläseträger (35), ein als Deckel ausgebildetes Lüftungsgitter (10) und eine zwischen dem Grundgehäuse (20) und dem Lüftungsgitter (10) angeordnete Filtermatte (40) umfasst und das Gebläse (30) Luft in einer Strömungsrichtung (S) durch die Filtermatte (40) hindurch fördert, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen des Verschmutzungsgrades der Filtermatte (40) – eine Einrichtung (200) zur Messung von Druckdifferenzen oder – eine Einrichtung (210) zur Messung der Drehzahländerung des Gebläses (30) oder – eine Einrichtung (220) zur Messung des Luftvolumenstromes oder – eine Einrichtung (230) zur optischen Verschmutzungsanzeige vorgesehen ist, wobei bei Erreichen oder Überschreiten eines vorgegebenen Grenzwertes für den Wirkungsgrad der Filtermatte (40) ein optisches und/oder akustisches Signal mittels einer Warneinrichtung (250) ausgelöst wird, die mit der Antriebsvorrichtung für das Gebläse (30) derart in Wirkverbindung steht, dass bei Erreichen oder Überschreiten des vorgegebenen Grenzwertes die Antriebsvorrichtung für das Gebläse (30) außer Betrieb gesetzt wird.
Lüfter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass zum Erfassen des Verschmutzungsgrades der Filtermatte (40) zwei Vorrichtungen zum Messen des Luftdrucks außerhalb des Lüfters (100) und zwischen Filtermatte (40) und Gebläse (30) vorgesehen sind und eine Druckdifferenz ermittelbar und bei Erreichen oder Überschreiben eines vorgegebenen Grenzwertes anzeigbar ist.
Lüfter nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, dass bei Überschreiten eines Grenzwerts für die Druckdifferenz ein Warnsignal ausgebbar ist.
Lüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, dass die Druckdifferenz und gegebenenfalls das Warnsignal optisch und/oder akustisch ausgebbar ist.
Lüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Vorrichtung zum Messen des Luftdrucks in Strömungsrichtung (S) gesehen vor der Filtermatte (40) und die zweite Vorrichtung zwischen Filtermatte (40) und Gebläse (30) angeordnet ist.
Lüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, dass eine erste Vorrichtung zum Messen des Luftdrucks in Strömungsrichtung (S) nach dem Gebläse (30) und die zweite Vorrichtung zwischen Filtermatte (40) und Gebläse (30) angeordnet ist.
Lüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, dass als optische Anzeigevorrichtung für die Druckdifferenz ein mit der Druckdifferenz beaufschlagter Schwebekörper (130) dient, der seine Position in einer Einhausung (140) in Abhängigkeit der Druckdifferenz ändert.
Lüfter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (130) in der Einhausung (140) mit Führungen (142) linear geführt.
Lüfter nach Anspruch 7 oder 8, dadurch gekennzeichnet, dass dem Schwebekörper (130) weitere Leuchtmittel zugeordnet sind.
Lüfter nach einem der Ansprüche 7 bis 9, dadurch gekennzeichnet, dass der Schwebekörper (130) mit einer Federkraft beaufschlagt ist.
Lüfter nach einem der Ansprüche 1 bis 10, dadurch gekennzeichnet, dass das Lüftungsgitter (10) einenendseitig an dem Grundgehäuse (20) um eine waagerechte oder senkrechte Schwenkachse (25) verschwenkbar angeordnet ist und auf seiner dem Grundgehäuse (20) zugekehrten Innenseite eine Filtermatte (40) trägt, die abnehmbar an dem Lüftungsgitter (10) befestigt ist.