DE10038759A1 - Verfahren zur Filteranlage zum Abscheiden von Kondensat - Google Patents
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Abstract
Ein Verfahren und eine Filteranlage zum Abscheiden von Dampf und Kondensat aus einem Luftstrom beruhen auf die Verwendung von mindestens teilweise offenporigem, hydrophilem Schaumstoff (2). Durch spezielle Herstellungsverfahren kann erreicht werden, daß der hydrophile Schaumstoff (2) eine retikuläre Struktur aufweist. Bei einer Abluftfilteranlage wird der Luftstrom durch einen Abluftkanal (1') geleitet, in dem nacheinander ein mechanischer Filter (3), eine Schicht aus mindestens teilweise offenporigem, hydrophilem Schaumstoff (2) sowie ein Oxidationsfilter bzw. ein Aktivkohlefilter (5) angeordnet sind. Die Strömungsgeschwindigkeit der Luft wird durch einen Ventilator (4) gesteuert. Der mechanische Filter (3) sowie der hydrophile Schaumstoff (2) können während des Betriebs mittels einer Vorrichtung zum Auswaschen (6) gereinigt werden. Der mindestens teilweise offenporige, hydrophile Schaumstoff (2) ist auch als Filtermaterial in Dunstabzugshauben verwendbar.
Description
Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Dampf
und Kondensat aus einem Luftstrom, wobei der Luftstrom durch
ein poröses Filtermaterial geleitet wird.
Bei Abluft- und Zuluftfilteranlagen enthält der durchgeleite
te Luftstrom oftmals neben gasförmigen oder festen Substanzen
einen nicht unerheblichen Anteil an kondensatbildenden
Bestandteilen. Ein Herausfiltern dieser kondensatbildenden
Bestandteile aus dem Luftstrom kann notwendig werden, um eine
mögliche Geruchsbelästigung oder den unkontrollierten
Niederschlag von Kondensat zu vermeiden. Beispielsweise in
Reinräumen sind kontrollierte Luftbedingungen und damit eine
geregelte Zufuhr aufbereiteter Frischluft zwingend notwendig.
Dagegen kann die in geschlossenen Räumen entstandene Abluft
Schadstoffe enthalten und/oder eine Brandgefahr im Abluftka
nal herbeiführen.
Vor allem bei der Herstellung und Verarbeitung von Lebensmit
teln werden Abluftanlagen eingesetzt, um die oftmals sehr
wasserdampf- und fetthaltige Abluft abzuführen. Dabei fällt
insbesondere beim Einsatz in Großküchen und ähnlichen
Einrichtungen eine erhebliche Menge an flüssigem Kondensat
an, die kontinuierlich aus der Abluft herausgefiltert werden
muß. Eine dafür verwendete Filteranlage soll nicht nur
wirtschaftlich und effektiv betrieben werden können, sondern
muß auch den gerade in diesen Bereichen strengen Anforderun
gen an die Hygiene und Sauberkeit genügen.
Die in dem Luftstrom in Form von Dämpfen oder Aerosolen
enthaltenen kondensatbildenden Bestandteile schlagen sich
vorzugsweise an im Vergleich zum Luftstrom kälteren
Oberflächen nieder. Die meisten Filteranlagen beruhen deshalb
auf einer kontrollierten Kondensatbildung an speziell dafür
vorgesehenen und entsprechend gestalteten Oberflächen. So ist
es beispielsweise bekannt, am Lufteintritt einer Abluftanlage
einen mechanischen Filter, beispielsweise einen Prallabschei
der anzuordnen. Die eintretende Abluft wird dabei mehrfach so
stark umgelenkt, daß darin enthaltene Kondensattröpfchen auf
die Oberfläche des mechanischen Filters treffen und dort
abgeschieden werden.
Je größer die ständig anfallende und abzuscheidende
Kondensatmenge ist, um so schwieriger und aufwendiger wird
es, das Kondensat aus der Filteranlage abzuführen und
gleichbleibend gute Filtereigenschaften zu gewährleisten.
Herkömmliche Filtereinrichtungen sind deshalb üblicherweise
aus wasserabweisendem Material hergestellt, so daß konden
sierte Flüssigkeit selbständig ablaufen kann. Die Filterwir
kung beruht allein auf einer für diesen Zweck vorteilhaften
Oberflächengestaltung des Filters, so daß ein Großteil des
mitgeführten Kondensats aus dem durchgeleiteten Luftstrom
abgeschieden wird. Um eine Sättigung des Filters beispiels
weise durch Fett oder andere sich im Filter festsetzende
Rückstände zu vermeiden, muß der Filter in regelmäßigen
Abständen gereinigt werden.
Ein einfacher mechanischer Filter besitzt für viele
Anwendungen nicht die notwendigen Eigenschaften, um
insbesondere kleine Tröpfchen und Aerosole aus dem durchge
leiteten Luftstrom ausreichend abzuscheiden. Der Luftstrom
muß dann durch zusätzliche Filtereinrichtungen wie beispiels
weise Faserfilter oder Oxidationsfilter wie beispielsweise
Aktivkohlefilter geleitet werden, die das darin abgeschiedene
Kondensat jedoch speichern und deshalb nach einiger Zeit
ausgewechselt werden müssen.
Aufgabe der Erfindung ist es demzufolge, ein Verfahren der
eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß mit
einfachen Mitteln eine effektive Abscheidung von Kondensat
aus einem Luftstrom erreicht wird. Auch bei einem hohen
Aufkommen von abgeschiedenem Kondensat soll eine Reinigung
der Filteranlage nur selten notwendig werden und ein
kontinuierlicher und kostengünstiger Betrieb möglich sein.
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der
Luftstrom durch einen mindestens teilweise offenporigen,
hydrophilen Schaumstoff geleitet wird.
Durch die teilweise offenen, teils geschlossenen Poren des
als Filtermaterial verwendeten Schaumstoffs werden selbst
kleinste Tröpfchen im durchgeleiteten Luftstrom so häufig und
stark umgelenkt, daß sie mit dem hydrophilen Material in
Berührung kommen. Aufgrund der wasseranziehenden Eigenschaf
ten des hydrophilen Schaumstoffs werden die Kondenströpfchen
schnell absorbiert und damit dem Luftstrom entzogen. Durch
die Porenstruktur ist ein schnelles Abfließen der Kondensat
flüssigkeit gegeben. Selbst bei einem mit Kondensatflüssig
keit nahezu gesättigten Schaumstoff ist ein Mitreißen von
bereits auskondensierten Flüssigkeitstropfen durch den
durchgeleiteten Luftstrom nahezu ausgeschlossen.
Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens
zufolge ist vorgesehen, daß der Luftstrom zuerst durch einen
mechanischen Filter und daran anschließend durch den
mindestens teilweise offenporigen, hydrophilen Schaumstoff
geleitet wird. Der mechanische Filter kann dabei sehr einfach
ausgeführt und leicht zu reinigen sein, da er hauptsächlich
große Kondensattropfen aus dem durchgeleiteten Luftstrom
abscheiden soll. Der danach angeordnete mindestens teilweise
offenporige, hydrophile Schaumstoff muß nur ein wesentlich
geringeres Kondensatvolumen in Form kleiner Tröpfchen und
Aerosole aus dem Luftstrom abscheiden. Da sich wegen des
geringeren Kondensatvolumens weniger darin befindliche
Rückstände im Schaumstoff festsetzen können, muß dieser nur
wesentlich seltener gereinigt oder ausgetauscht werden.
Die Erfindung betrifft auch eine Filteranlage für die
Durchführung des Verfahrens. Die Filteranlage ist dadurch
gekennzeichnet, daß das verwendete Filtermaterial ein
mindestens teilweise offenporiger, hydrophiler Schaumstoff
ist.
Der hydrophile Schaumstoff kann in großen Mengen kostengün
stig hergestellt werden. Es ist auch möglich, bereits
betriebene Filteranlagen nachträglich für die Verwendung mit
diesem Filtermaterial umzurüsten.
Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens
zufolge ist vorgesehen, daß der teilweise offenporige,
hydrophile Schaumstoff eine im wesentlichen retikuläre
Struktur aufweist. Durch spezielle Verfahren, beispielsweise
durch Wärmeveredelung, kann bei der Herstellung des
Filtermaterials eine netzartige Struktur des hydrophilen
Schaumstoffs erreicht werden. Durch die dadurch vorgegebene
Anordnung der Poren sowie Materialoberflächen wird ein
schnelles Sammeln und Abfließen der Kondensatflüssigkeit
gefördert. Gleichzeitig wird durch die vorgegebene Struktur
eine über große Bereiche des hydrophilen Schaumstoffs
gleichbleibende Filtereigenschaft sichergestellt. Der
netzartige Aufbau des hydrophilen Schaumstoffs verbessert
zudem seine Stabilität, so daß er den üblicherweise
auftretenden mechanischen Beanspruchungen leicht standhält.
Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Filtermaterial
regenerierbar ist. Weist die zu filternde Abluft einen hohen
Gehalt an gelösten Feststoffen oder Fetten auf, so können
sich solche Bestandteile aus der kondensierten Flüssigkeit
heraus leicht in den nur schwer zugänglichen Poren des
Schaumstoffs ablagern. Mit zunehmender Nutzungsdauer
verstopfen immer mehr Poren, so daß die Filterwirkung des
Schaumstoffs gemindert wird. Das Filtermaterial kann dann der
Filteranlage entnommen und beispielsweise unter Zugabe von
Reinigungsmitteln oder in einem Ultraschallbad ausgewaschen
werden.
Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens
sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher
erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
Fig. 1 eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips
einer Filteranlage,
Fig. 2 eine schematische Darstellung einer Abluftfilteranla
ge,
Fig. 3 eine schematische Darstellung einer Zuluftfilteranlage
und
Fig. 4 einen Schnitt durch eine stark vereinfacht dargestell
te Dunstabzugshaube, in welcher eine einfache Filteranlage
mit einem mindestens teilweise offenporigen hydrophilen
Schaumstoff als porösem Filtermaterial eingebaut ist.
Dem in Fig. 1 dargestellten Funktionsprinzip einer Filteran
lage zufolge wird der Luftstrom durch einen Kanal 1 geführt.
Dabei muß der Luftstrom einen mit einem mindestens teilweise
offenporigen, hydrophilen Schaumstoff 2 ausgefüllten Bereich
passieren. Die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms kann
beispielsweise durch ein in der Figur nicht dargestelltes
Gebläse gesteuert werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des
Luftstroms wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß einerseits
die Luft möglichst schnell weggeführt wird, andererseits aber
der Luftstrom keine Tröpfchen des sich im Filtermaterial
schon abgeschiedenen Kondensats mitreißen kann.
Durch die Verwendung von mindestens teilweise offenporigem,
hydrophilem Schaumstoff 2 als poröses Filtermaterial wird die
Filterwirkung wesentlich verbessert. Auch feinste Aerosole
werden nahezu vollständig aus dem Luftstrom abgeschieden, so
daß eine nachfolgende UV-Oxidation bzw. HS-Oxidation möglich
ist.
Die in Fig. 2 dargestellte Abluftfilteranlage zeigt einen
Abluftkanal 1', der an der Seite des Lufteintritts einen
mechanischen Filter 3 aufweist. Ein großer Anteil der
anfallenden Kondensatmenge wird bereits durch den mechani
schen Filter 3 aus der Abluft abgeschieden. Nach dem
mechanischen Filter 3 ist eine Schicht von mindestens
teilweise offenporigem, hydrophilen Schaumstoff 2 im
Abluftkanal 1' angeordnet. Auch kleine Tröpfchen und Aerosole
werden in dem hydrophilen Schaumstoff 2 effektiv aus der
durchgeleiteten Abluft ausgeschieden. Die Strömungsgeschwin
digkeit der Abluft durch den Abluftkanal 1' und damit durch
den mechanischen Filter 3 sowie den mindestens teilweise
offenporigen, hydrophilen Schaumstoff 2 wird durch einen
Ventilator 4 gesteuert, der danach im Abluftkanal 1'
angebracht ist. Auf der Austrittsseite der Abluftfilteranlage
befindet sich ein Aktivkohlefilter 5, mit dem noch in der
Abluft mitgeführte Moleküle herausgefiltert werden.
Sowohl der mechanische Filter 3 sowie der mindestens
teilweise offenporige, hydrophile Schaumstoff 2 können
regelmäßig gereinigt werden, um sich festsetzende Rückstände
des Kondensats auszuwaschen. Zwischen dem mechanischen Filter
3 und dem hydrophilen Schaumstoff 2 ist eine Vorrichtung zum
Auswaschen 6 beider Filtermaterialien angebracht. Eventuell
mit Reinigungsmitteln versehene Flüssigkeit kann während des
Betriebes der Abluftfilteranlage durch die Vorrichtung zum
Auswaschen 6 im Abluftkanal 1' verteilt werden. Die
Reinigungsflüssigkeit wäscht beim Ablaufen aus dem mechani
schen Filter 3 und dem teilweise offenporigen, hydrophilen
Schaumstoff dort anhaftende Rückstände aus und läuft wie die
abgeschiedene Kondensatflüssigkeit durch eine Austrittsöff
nung 7 des Abluftkanals 1' ab.
Die in Fig. 3 gezeigte Zuluftfilteranlage ist der in Fig. 2
dargestellten Abluftfilteranlage sehr ähnlich. Statt eines
Aktivkohlefilters befindet sich eine Vorrichtung zur
Temperaturregelung 8 im Zuluftkanal 1", mit der die
zugeführte Luft erwärmt oder gekühlt werden kann.
Auch denkbar ist die Verwendung des mindestens teilweise
offenporigen hydrophilen Schaumstoffs 2 als Bestandteil einer
Dunstabzugshaube. Die in Fig. 2 dargestellte schematische
Anordnung zeigt ein Dunstabzugsgehäuse 9. Das Dunstabzugsge
häuse 9 ist vorzugsweise aus Edelstahl hergestellt, um eine
einfache und hygienische Reinigung zu ermöglichen. Die Abluft
wird durch eine dünne Scheibe aus mindestens teilweise
offenporigem, hydrophilem Schaumstoff 2 in das Innere des
Dunstabzugsgehäuses 9 gesaugt. Die Strömungsgeschwindigkeit
der eingesaugten Abluft kann mittels eines Sauggebläses 10
kontrolliert werden. Die sich im hydrophilen Schaumstoff 2
niederschlagende Kondensatflüssigkeit fließt schnell im
Filtermaterial ab und wird in einer gleichzeitig als
Haltevorrichtung für den hydrophilen Schaumstoff 2 dienenden
Sammelrinne 11 aufgefangen. Von dort aus kann die Kondensat
flüssigkeit kontrolliert durch einen Abfluß 12 abgeführt
werden. Zu Reinigungszwecken kann der hydrophile Schaumstoff
2 leicht entnommen werden. Aufgrund guter Filtereigenschaften
eignen sich vor allem Esterschaumwerkstoffe für die
Verwendung als Filtermaterial.
Claims (9)
1. Verfahren zum Abscheiden von Dampf und Kondensat aus einem
Luftstrom, wobei der Luftstrom durch ein poröses Filtermate
rial geleitet wird, dadurch gekennzeichnet, daß der Luftstrom
durch einen mindestens teilweise offenporigen, hydrophilen
Schaumstoff (2) geleitet wird.
2. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Luftstrom zuerst durch einen mechanischen Filter (3) und
anschließend durch den mindestens teilweise offenporigen,
hydrophilen Schaumstoff (2) geleitet wird.
3. Verfahren nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der
Luftstrom nach dem mindestens teilweise offenporigen,
hydrophilen Schaumstoff (2) durch einen Oxidationsfilter,
insbesondere einen Aktivkohlefilter (5) geleitet wird.
4. Filteranlage zur Durchführung des Verfahrens nach Anspruch
1, dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Filtermaterial
ein mindestens teilweise offenporigen, hydrophilen Schaum
stoff (2) ist.
5. Filteranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Filtermaterial eine im wesentlichen retikuläre Struktur
aufweist.
6. Filteranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
das Filtermaterial regenerierbar ist.
7. Filteranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
vor dem mindestens teilweise offenporigen, hydrophilen
Schaumstoff (2) zusätzlich ein mechanischer Filter (3)
angeordnet ist.
8. Filteranlage nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet, daß
nach dem mindestens teilweise offenporigen, hydrophilen
Schaumstoff (2) ein Oxidationsfilter, insbesondere ein
Aktivkohlefilter (5) angeordnet ist.
9. Filteranlage nach einem der Ansprüche 4-8 als Bestandteil
einer Dunstabzugshaube.
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- 2000-08-09 DE DE10038759.4A patent/DE10038759B4/de not_active Expired - Fee Related
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