DE3622673C2 - - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zum Reinigen eines verunreinigten gasförmigen Mediums, insbesondere von Raum­ luft, wobei eine innere Sprühelektrode von einem rohrförmigen Aktivkohlfilter umgeben ist.

Die AT-PS 3 72 300 zeigt insbesondere eine Filtervorrichtung zum Reinigen von Gasen mit einem rohrförmigen Aktivkohlefil­ ter, das am positiven Potential der Hochspannungsquelle an­ liegt. Auf der Achse des Aktivkohlefilters ist eine innere Elektrode angeordnet, die - mit den Worten der Druckschrift - in Form einer metallischen Draht-Rundbürste ausgestaltet sein soll. An einer Stirnseite der Elektrode ist mit Ab­ stand zu dieser ein Lüfter angeordnet, der die Luft zunächst axial ansaugt, wobei sie auf der Außenseite der Elektrode vorbeistreicht und radial durch den Aktivkohlefilter aus­ tritt. Die bekannte Filteranordnung weist eine fertigungs­ technisch aufwendige und schlecht zu reinigende Filter­ vorrichtung auf.

Eine bekannte Vorrichtung nach der DE-PS 3 44 705 zeigt einen inneren Hohlzylinder und einen diesen konzentrisch umgeben­ den Hohlzylinder. Der innere Zylinder weist von innen nach außen gerichtete kreisförmige Ausstanzungen auf, die düsen­ artig ausgebildet sind. Der zu reinigende Gasstrom tritt axial in das Innenrohr ein, radial durch die Ausstanzungen in den Zwischenraum zwischen Innen- und Außenrohr und streicht dann in diesem Zwischenraum weiterhin achsparallel zu einem nicht dargestellten Auslaß. Die bekannte Vorrichtung kann nur eine beschränkte Reinigungswirkung entfalten. Es können sich nur aufladbare Teilchen an der äußeren Sammelelektrode niederschlagen, da die gesamten Verunreinigungen durch die Elektrodenanordnung geführt werden und sehr schnell durch Potential- bzw. Kapazitätsänderungen durch niedergeschla­ genes Material die Effektivität der Reinigung vermindert.

Aus der DE-OS 25 39 311 ist eine Vorrichtung zum Filtern gasförmigen Mediums mit einem Ventilator bekannt, die eine Elektroabscheideranordnung mit sich konzentrisch umgeben­ den gitterartigen Elektroden aufweist, zwichen denen ein Filter aus Gewebematerial angeordnet ist und auf deren Achse eine Sprühelektrode vorgesehen ist. Die AT-PS 3 72 300 zeigt ebenfalls einen Elektrofilter, bei dem eine zentrale, im Schnitt kreuzförmige Elektrode durch ein Aktivkohlefilter umgeben ist, welches zwischen zwei kon­ zentrischen Käfigen aus perforiertem Blech angeordnet ist. Die FR-PS 10 29 116 zeigt in gleicher Weise eine einen kon­ zentrischen Elektroabscheider und Aktivkohlefilter kombinie­ rende Anordnung; dort ist aber weder eine innere rohrförmige Elektrode vorgesehen, noch bildet die Innenseite des Aktiv­ kohlefilters eine Rohrelektrode, sondern umgibt vielmehr eine solche separat vorgesehene. Auch ist die Filterwirkung unzu­ reichend.

Die DE-OS 15 57 148 zeigt lediglich eine andere Ausgestal­ tung von Ausprägungen durch kleine dreieckige Spitzen. Glei­ ches gilt ebenfalls für die GB-PS 5 38 294, die auch nicht die nun beanspruchten Laschen in ihrer konkreten Ausprägung zeigt, abgesehen davon, daß auch hier die weiteren Merkmale nicht verwirklicht sind.

Die US-PS 20 69 960 zeigt einen Gasreiniger, dessen rohr­ förmige Sprühelektroden achsparallele Durchbrechungen auf­ weisen.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, unter Vermeidung der vorgenannten Nachteile eine Filtervorrichtung der gattungsgemäßen Art zu schaffen, die fertigungstechnisch einfach herzustellen und kompakt sowie leicht zu reinigen ist.

Erfindungsgemäß wird die genannte Aufgabe bei einer gattungs­ gemäßen Vorrichtung dadurch gelöst, daß die innere Sprüh­ elektrode eine konzentrisch, innerhalb des rohrförmigen Aktivkohlefilters angeordnete Rohrelektrode ist, daß deren Mantel Durchbrüche aufweist, durch die das Medium radial hin­ durchtritt, und daß die Durchbrüche durch aus der Mantel­ fläche der Rohrelektrode ausgeschnittene und herausgebogene Laschen mit achsparalleler Haupterstreckungsrichtung gebil­ det sind.

Durch die erfindungsgemäßen Merkmale wird eine kompakte, höchst wirksame Filteranordnung geschaffen, mit der unter­ schiedliche Immissionen und Belastungen der Raumluft, wie kleine und grobe Schwebeteilchen, metallische Teilchen, Dünste etc. aus der Luft herausgefiltert und diese durch Ozo­ nisierung aufbereitet werden kann. Es wird in fertigungs­ technisch einfacher Weise eine hoch wirksame und effektive Hochspannungselektrode für den Elektrofilter der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung geschaffen.

In einer bevorzugten Ausgestaltung ist vorgesehen, daß das Aktivkohlefilter ein zylindermantelförmiges Gefäß aufweist, das aus zwei sich konzentrisch umgebenden Gitternetzen be­ steht, zwischen denen sich die Aktivkohle befindet. Es ist insbesondere vorgesehen, daß die Laschen einen Winkel un­ gleich 90 Grad zur Tangente an die Mantelfläche einschlie­ ßen, wobei weiterhin die Laschen einen Winkel von ca. 50 bis 70 Grad zur Tangente an die Mantelfläche einschließen.

Eine Rohrelektrode mit einem Durchmesser von etwa 5 cm und damit mit einem Umfang von etwa 15 cm, befinden sich etwa über den Umfang verteilt, 26 Laschen mit jeweils einer axia­ len Höhe von ca. 4 cm und einer radialen Erstreckung von ca. 4 bis 5 mm, wobei mehrere Reihen derartiger Laschen in axialer Richtung übereinander angeordnet sein können. Die in der Mantelfläche verbleibenden Stege weisen eine Breite von ca. 1 bis 2 mm auf. Bei einer optimalen Ausgestaltung ist also vorgesehen, daß die Dichte der Hoch-Feldlaschen über den Umfang in der Größenordnung von 1,5 bis 2 pro Umfangszenti­ meter liegt. Der Radius der Innenelektrode beträgt etwa 5 cm und die Stärke des Kohlefilters etwa 2 bis 2,5 cm.

Durch die erfindungsgemäße Ausgestaltung der Anordnung können mehrere in sehr kompakter Weise nebeneinander in einem ge­ meinsamen Gehäuse angeordnet werden, wobei sich bei herkömm­ lichen Raumgrößen eine Anzahl von drei als ausreichend bei der vorgenannten Abmessung herausgestellt hat.

Wenn eine erfindungsgemäße Vorrichtung im Frischluftbetrieb arbeitet, also über die Frischluft in einen Raum zugeführt wird, so sieht eine bevorzugte Ausgestaltung vor, daß ein Wärmetauscher im Zuluftweg der zu filternden Luft vorgesehen ist, wobei weiterhin vorgesehen sein kann, daß eine Leitung für die Abluft von einem Raum für Frischluft umgeben ist.

Eine äußerst bevorzugte Ausgestaltung ist derart ausgebil­ det, daß eine Ventileinrichtung zum Einstellen der Zulei­ tungen von Raumluft und/oder Frischluft zu den Filteranord­ nungen vorgesehen ist, wobei dies konstruktiv insbesondere dadurch erreicht wird, daß die Ventileinrichtung ein T-Rohr mit zwei Zuluftanschlüssen aufweist, in denen Ventilklappen angeordnet sind, während der dritte Anschluß mit einem zu der Filteranordnung führenden Raum verbunden ist. Ein derart aus­ gestaltetes Gerät kann, wenn die Raumluft noch nicht sehr belastet ist, im Umluftbetrieb arbeiten, so daß also die Ventilklappe für die Frischluftzufuhr geschlossen und die Ventilklappe für die Raumluft vollständig geöffnet ist. Es wird dann Raumluft gefiltert, so daß in jeder Betriebsweise keine Energie erforderlich ist, um ankommende Frischluft aufzuheizen. Die erfindungsgemäße Vorrichtung kann mit einem Sauerstoff/CO₂-Fühler versehen sein, so daß bei Überschrei­ ten des CO₂-Gehaltes bzw. Unterschreiten eines vorgegebenen Sauerstoffgehalts, das Gerät über eine Steuerelektronik auf Misch- oder Frischluftbetrieb umgeschaltet wird, indem über Stelleinrichtungen das Ventil im Raumlufteinlaß vollstän­ dig oder teilweise geschlossen und das Ventil im Frischluft­ einlaß vollständig oder teilweise geöffnet wird. Es hat sich gezeigt, daß über 80 bis 95% der Zeit eine erfindungsgemäße Vorrichtung mit Umluft arbeiten kann, während für die Rest­ zeit eine Frischluftzufuhr erforderlich ist. Insbesondere ist vorstehende Ausgestaltung und Arbeitsweise sinnvoll, wenn eine erhöhte Belastung der Luft mit Staubteilchen oder Dünsten nur über eine geringe Zeitdauer anfällt, wie dies beispielsweise während der Kochzeiten in Wohnungen der Fall ist.

Weitere Vorteile und Merkmale der Erfindung ergeben sich aus der nachfolgenden Beschreibung, in der Ausführungsbeispiele der erfindungsgemäßen Vorrichtung unter Bezugnahme auf die Zeichnung im einzelnen erläutert sind. Dabei zeigt:

Fig. 1 eine erste erfindungsgemäße Vorrichtung zur Luftfilterung im vertikalen Längs­ schnitt;

Fig. 2 eine Aufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 1 in Richtung des Pfeiles II;

Fig. 3 einen Schnitt durch eine Filteranordnung III-III der Fig. 1;

Fig. 4 eine andere Ausführungsform der erfindungs­ gemäßen Vorrichtung in einem Schnitt ent­ sprechend dem der Fig. 1; und

Fig. 5 eine Aufsicht auf die Vorrichtung der Fig. 4.

Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung 1 ist ein Kompaktge­ rät in einem Gehäuse 2, das gegebenenfalls auf Rollen ange­ ordnet sein kann. Das Gerät weist zunächst in einer oberen Abdeckung 3 einen Einlaß 4 für verbrauchte Raumluft auf, an dem ein Ventilator 6 zum Absaugen der Raumluft und ein Rohr 7, das noch in zu erläuternder Weise zum Wärmetausch dient, an­ schließt. Das Rohr 7 kann dabei zum Wärmetausch mit Innen- und/oder Außenrippen oder dergleichen versehen sein. An das Rohr 7 schließt sich ein Krümmer 8 an, der zu einem Auslaß 9 führt. An des Einlaß 4 und den Auslaß 9 können entsprechende Rohrleitungen oder Schläuche angebracht werden. So kann am Einlaß 4 ein hoch in den Raum ragendes Rohr ange­ bracht werden, das sich die vorzugsweise im oberen Bereich eines Raums sammelnde verbrauchte Luft absaugt, während an dem Auslaß 9 ein ins Freie führender Schlauch angeordnet wer­ den kann.

Weiterhin ist an einer Seitenwandung 11 ein weiterer Einlaß 12 vorgesehen, der durch einen das Rohr 7 umgebenden Raum 13 zu einem zweiten Ventilator 14 führt. Durch den zweiten Ventilator 14 wird über den Einlaß 12 Luft, die sich im Rohr 13 gegebenenfalls im Wärmetausch mit der durch das Rohr 7 geführten Luft erwärmen kann, in einen Vor- Filterraum 16 gefördert. Am Einlaß 12 kann ein Rohr oder ein Schlauch, der ins Freie führt, angeschlossen werden, um so Frischluft an­ zusaugen. Alternativ kann durch den Einlaß 12 auch direkt Raumluft angesaugt werden, oder aber es kann ein Rohr, das ebenfalls in obere Bereiche des Raumes, dessen Raumluft be­ handelt werden soll, reicht, angeschlossen werden, um so Frischluft aus oberen Schichten anzusaugen. In diesem Falle wird in der Regel durch den Einlaß 4 keine Raumluft ange­ saugt, deren Ventilator 6 also stillgelegt. Es ist aber auch grundsätzlich in diesem Falle möglich, beispielsweise bei unterschiedlichen Temperaturschichtungen in einem Raum Luft durch das Rohr 7 zum Wärmetausch zu fördern, um so eine gleichmäßigere Temperaturverteilung zu erzielen.

In den Vor-Filterraum 16 ragen drei Filteranordnungen 21, die in der folgenden Weise ausgestaltet sind: Jede Filteranordnung 21 weist zunächst einen zylindermantelförmigen Kohlefilter 22 auf, der aus zwei mit Abstand zueinander angeordneten, einan­ der konzentrisch umgebenden Gitternetzen 23, 24 besteht, in denen Aktivkohle 26 eingefüllt ist. Die Filteranordnung 21 ist an ihrer Unterseite mit einer Abdeckplatte 27 versehen. Ebenfalls sind an der Oberseite Abdeckplatten 28 vorgesehen, die allerdings eine mittige Öffnung 29 aufweisen. Durch diese Ausgestaltung wird zunächst erreicht, daß die im Vor-Filter­ raum 16 befindliche Luft durch die Aktivkohlefilter 22 strö­ men muß. Konzentrisch innerhalb der Aktivkohlefilter 22 ist eine Hauptelektrode 33 eines durch diese und das innere Gitter­ netz 24 als Gegenelektrode gebildeten Elektrofilters angeord­ net. Eine Elektrode 31 besteht aus einer inneren, zylindrischen Rohrelektrode 33, die mit ihrem oberen Ende 34 durch die Öffnung 29 der oberen Abdeckung 28 des Filterraums 16 ragt. Die Rohrelektrode 33 ist als Sprühelektrode derart ausgebil­ det, daß entlang der Längsrichtung ihres Mantels drei Reihen von aus der Mantelfläche der Rohrelektrode 33 nach drei Sei­ ten ausgeschnitten oder ausgestanzten und aus der Mantel­ fläche 36 herausgebogenen Laschen 37 versehen ist. Die La­ schen 37 weisen ihre Haupterstreckungsrichtung achsparallel auf und sind unter einem Winkel von etwa 60 Grad zur Tangente an den Zylindermantel 36 auf das Gitternetz hin gerichtet. Hierdurch werden in einfacher Weise effektive Bereiche hoher Feldstärke nach Anschluß der Hochspannung an die Rohrelektro­ de 33 erzielt. Die Auslässe der Rohrelektroden 33 sind in ihrem oberen Bereich 34 durch Gewebefiltermatten 41 abge­ deckt. Schließlich befindet sich über der Gewebefiltermatte auf der Oberseite 3 des Kompaktgeräts ein Abdeckgitter 42, durch welches die im Gerät gefilterte Luft in den Raum aus­ tritt.

Die dargestellte erfindungsgemäße Vorrichtung bietet durch ihren Kombinationsaufbau bei kompakter Ausgestaltung eine effektive und wirksame Filterung unterschiedlichster Immis­ sionen, wie kleiner und großer Partikel, insbesondere auch metallischer Partikel, verschiedener Gerüche und Ausdünstungen und gewährleistet im übrigen eine Verbesserung der Luft durch Portionierung.

Die Filtervorrichtung der Fig. 4 und 5 ist grundsätzlich ähnlich aufgebaut wie die der Fig. 1 und 2. Es ist hier lediglich kein Wärmetausch vorgesehen. Statt dessen ist am Einlaß 12′ für den Ventilator 14 ein T-Rohr 51 angebracht, dessen beide Abzweigungen 52 und 53 mit Ventile 54, 56 versehen sind, so daß durch die beiden Abzweigungen 52, 53 Frischluft bzw. Raumluft zugeführt werden kann. Die dem Gerät zugeführte Luft zwischen reiner Zufuhr und Frischluft über eine Mischung von Frischluft und Raumluft bis zu reiner Zuführung von Raum­ luft kann durch die Ventile 54,56 geregelt werden, wobei im letzteren das Gerät als Umluftgerät arbeitet. Zusätzlich be­ findet sich oberhalb der Filtermatte 41 ein Nachfilterraum 56′, der bis auf einen Rohranschlußstutzen 57 geschlossen ist, so daß mit der Ausgestaltung der Fig. 4 und 5 des Geräts die gefilterte Luft über Schläuche oder Rohre zu einer ge­ wünschten, vom Gerät 1 selbst entfernt liegenden Stelle ge­ leitet und dort in den Raum abgegeben werden kann.

Claims (13)

1. Vorrichtung zum Reinigen eines verunreinigten gasförmi­ gen Mediums, insbesondere von Raumluft, wobei eine innere Sprühelektrode von einem rohrförmigen Aktivkohle­ filter umgeben ist, dadurch gekennzeichnet, daß die innere Sprühelektrode eine konzentrisch, innerhalb des rohrförmigen Aktivkohlefilters (22) angeordnete Rohrelektrode (33) ist, daß deren Mantel (36) Durchbrüche aufweist, durch die das Medium radial hindurchtritt, und daß die Durchbrüche durch aus der Mantelfläche (36) der Rohrelektrode (33) ausgeschnittene und herausgebogene Laschen (37) mit achspa­ ralleler Haupterstreckungsrichtung gebildet sind.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die äußere Elektrode Gitternetz (24) ebenfalls durchbrochen ist.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß das Medium axial in die innere Rohrlektrode (33) geführt ist.

4. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das Aktivkohlefilter (22) ein zylin­ dermantelförmiges Gefäß aufweist, das aus zwei sich kon­ zentrisch umgebenden Gitternetzen (23, 24) besteht, zwi­ schen denen sich die Aktivkohle (26) befindet.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (37) einen Winkel un­ gleich 90 Grad zur Tangente an die Mantelfläche (36) ein­ schließen.

6. Vorrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Laschen (37) einen Winkel von ca. 50 bis 70 Grad zur Tangente an die Mantelfläche (36) einschließen.

7. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß der Auslaß (34) des inneren Bereichs in der Rohrelektrode durch Filtermatten (41) abgedeckt ist.

8. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß mehrere, vorzugsweise drei Filteranordnungen (21) vorgesehen sind.

9. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß ein Wärmetauscher im Zuluftweg der zu filternden Luft vorgesehen ist.

10. Vorrichtung nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, daß eine Leitung (7) für die Abluft von einem Raum (13) für Frischluft umgeben ist.

11. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß Ventile (54, 56) zum Einstellen der Zuführung von Raumluft und/oder Frischluft zu den Filteranordnungen (21) vor­ gesehen ist.

12. Vorrichtung nach Anspruch 11, dadurch gekennzeichnet, daß die Ventileinrichtung ein T-Rohr (51) mit zwei Zu­ luftanschlüssen (52, 53) aufweist, in denen Ventilklappen (54, 56) angeordnet sind, während der dritte Anschluß mit einem zu der Filteranordnung (21) führenden Raum (16) verbunden ist.

13. Vorrichtung nach einem der vorangehenden Ansprüche, da­ durch gekennzeichnet, daß die Vorrichtung als vorzugs­ weise fahrbares Kompaktgerät in einem umgebenden Gehäu­ se (2) ausgebildet ist.