DE8704989U1

DE8704989U1 - Filtervorrichtung

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Publication number: DE8704989U1
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Priority date: 1987-04-03
Filing date: 1987-04-03
Publication date: 1987-06-19

Description

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Nürnberg, den 02< Api?» 1987

Reg* Nr. 29107 I

Beschreibung i

Die Neuerung bezieht sich auf eine Filtervorrichtung gemäß Oberbegriff des Anspruchs 1.

[\J In geschlossenen Räumen entsteht häufig eine Belästigung dadurch, daß über den Luftzutritt Staubteilchen mitgeführt werden» Dies gilt insbesondere während der Pollen- | flugzeit, weshalb vorzugsweise zu dieser Zeit ein Schutz vor den in großer Zahl umherfliegenden Pollen, darüber hinaus aber auch ein Schutz vor den Staubteilchen, besonders wünschenswert ist.

Bislang ist ein derartiger Schutz an den Lufteintrittsöffnungen jedoch nicht vorgesehen. Vielmehr trägem die Luftzufuhrschächte und die in vielen Fällen angeordneten Venti ln*-.oren erheblich zur Staubzufuhr und Staubuertei-

'S lung in den Räumen bei. Dies gilt insbesondere für die j|

Luftzufuhr in Kaufhäusern, Hotels, Versammlungsräumen, Behörden usw. Vielfach sind die Belüftungsschächte zwar durch Matten oder Siebe geschützt. Diese behindern jedoch den Luftzutritt in erheblichem Maße und verstopfen überdies in kurzer Zeit, ohne von wirklich durchschlagender Wirkung zu sein.

Entsprechendes gilt auch für die Fahrgasträume in Kraftfahrzeugen. Dort treten speziell die von vorausfahrenden Fahrzeugen über den Auspuff ausgestoßenen oder von der Straße aufgewirbelten Staubteilchen und Schadstoffe in das nachfolgende Fahrzeug ein. Unter den aufgeführten Be- jj

lästigUngeri haben Asthmatiker oder pollenempfindliche Personen besonders zu leiden. Dies kann zu den bekannten asthmatischen oder allergischen Reaktionen führen.

Aus der DE-PS 28 30 707 ist beispielsweise ein Filter aus silikonisierteh Glasfasern mit einem hohen SiO2-Gehalt bekannt. Diese Filter können in Form von Matten» Getoeben oder Filzen vorliegen und werden für Staub- oder Flammschutzfilter im Untertagebau verwendet. Derartige Filter sind als Vorsatz bei Luftzutrittsschächfeen oder für die Luftzufuhr i · Kraftfahrzeuge jedoch Ungeeignet, da sie für diese Zwecke zu schwer sind und auch zu leicht verspröden.

Aus der DE-PS 29 09 830 sind ferner Filterpapiere bekannt, die mit einem Phenol-Formaldehyd-Kondensat imprägniert sind. Diese Filterpapiere werden in Luft- und Ölfiltersysteme von Verbrennungskraftmaschinen verwendet. Diese Papiere haben jedoch den Nachteil, daß sie beim Härtungsvorgang Wellen aufwerfen und außerdem bei ihrem Erhitzen während des Härtungsvorganges erhebliche Mengen an Schadstoffen entstehen. Darüber hinaus sind die Poren so klein, daß der Lufteintritt durch das Filter in erheblichem Haß behindert wird.

A^ Der Neuerung liegt die Aufgabe zugrunde, eine neue und wirksame Filtervorrichtung zu entwickeln, welche Schadstoffe, Staubteilchen und ähnliche Fremdstoffe aus der Luft oder anderen gasförmigen Medien adsorbiert und seine Effizienz über lange Zeit beibehält.

Die Aufgabe wird neuerungsgemäß durch die Merkmale des Anspruchs 1 gelöst.

Vorteilhafte Weiterbildungen ergeben sich aus den Unfceransptüchen.

Das Filtersystem besitzt einen äußerst hohen Wirkungsgrad auch als Zusatzfilter für Dieselfahrzeuge - Personen- und Lastkraft fahrzeuge j Schiffsdiesel etc; - wenn es hinter dem letzten Auspufftopf angeordnet wird.

Die Filtervorrichtung eignet sich weiter hervorragend für die Industrie-Abgasreinigung, für die Kamineritrußung sowie für die Entstaubung* Aufgrund seiner langen Wirksamkeit ist sie auch für Umluft-Heizungen und ähnliches sehr gut geeignet.

Die Investitions- und Betriebskosten sowie der Platzbedarf sind dabei extrem niedrig.

£, Die Neuerung wird nachfolgend unter Bezugnahme auf die Zeichnungsfiguren beispielsweise erläutert. Es zeigen:

Fig. 1 eine schematische Gesamtdarstellung der Filtervorrichtung im Schnitt und

Fig. 2 eine Detaildarstellung mehrerer in Durchflußrichtung hintereinander angeordneter Filterschichten

Die Filtervorrichtung 10 besteht im wesentlichen aus einem Kammerraum 11, einem Eingangskanal 12 und einem Austrittskanal 13. Diese Anordnung ist insbesondere für die Entrußung der Abgase von Dieselmotoren geeignet.

Der Eintritt der schadstoffbeladenen Gase aus dem Eingangskanal 12 in die Kammer 11 erfolgt über Eintrittsöffnungen 12', hinter denen sich in an sich bekannter Weise Leitbleche 14 befinden, die eine Verwirbelung der eintretenden Gase besorgen. In Durchflußrichtung in geringem

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Abstand hinter den Leitblecheti 14 sind im wesentlichen senkrecht stehende Tragrahmen 15 in FührUngsbahnen 16 angeordnet. Je nach den speziellen Anforderungen können die Tragrahmen 15 aber auch mehr oder weniger schräg angeordnet werden« Auf den Trögrahmen 15 sind entweder grobporige Schaumstoffplatten 17 bzw. Kunststoffplatten feinmaschige Gitternetzwerke oder grobporige Keramikplatten angeordnet, über eine Pumpeinrichtung 18 wird eine Benetzungsflüssigkeit 19 über entsprechende Kanäle in den Bereich oberhalb der Tragrahmen 15 gefördert. Als Benetzungsflüssigkeit wird in erster Linie Glycerin oder Glykol verwendet. Die Benetzungsflüssigkeit 19 rinnt dann an den grobporigen Schaumstoffplättchen 17 oder an den feinmaschigen Gitternetzwerken herab und hält diese so ständig in einem befeuchteten Zustand. Die Adsorptionswirkung wird dadurch erheblich erhöht. Unterhalb der Tragrahmen 15 wird die Benetzungsflüssigkeit 19 in Abführkanäle 20 weitergeleitet und gelangt in einen Sammelbehälter 21, in dem die Pumpeinrichtung 18 vorzugsweise angeordnet ist. Auf dem Weg von der Pumpeinrichtung

18 in den Bereich oberhalb der Tragrahmen 15 kann ein Vorwärmbad 22 vorgesehen werden, das zweckmäßigerweise um den Eingangskanal 12 herum angeordnet wird. Auf diese Weise kann das Benetzungsmittel 19 stets auf einer Temperatur gehalten werden, bei der eine optimale Adsorptionsmöglichkeit gewährleistet ist.

Die Adsorptionswirkung wird durch eine Vielzahl von in Durchflußrichtung hintereinander angeordneten Tragrahmen 15 grobporigen Schaumstoffplättchen 17 oder feinmaschigen Gitternetzwerken erhöht.

Da insbesondere bei einem großen Durchsatz nicht auszuschließen ist, daß Tröpfchen der Benetzungsflüssigkeit

19 mitgerissen werden, können in Flußrichtung hinter den

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Tragrahmen 15 als Tröpfchenfänger wirkende Drahtgeflechte 23 angeordnet werden. Diese Drahtgeflechte 23 können auch in mehreren Ebenen angeordnet werden und dann mit gegeneinander versetzten Durchlaßöffnungen 24, 25 versehen werden. In der Zeichnung sind die Drahtgeflechte 23 in zwei hintereinander angeordneten Ebenen dargestellt. Die Zahl der Ebenen kann aber weiter erhöht werden. Vor dem Austrittskanal 13 wird darüber hinaus zweckmäSigerweise eine Prallkappe 26 derart angeordnet, daß die strömenden Gase zwangsweise seitlich um die Prallkappe 26 herumgeführt werden und erst dann in den Austrittskanal 13 gelangen. Auf diese Weise wird ein direkter Durchtritt der strömenden Gase aus der Kammer 11 in den Austrittskanal 13 und damit ein Mitreißen von Tröpfchen der Benetzungsflüssigkeit 19 in den Austrittskanal 13 verhindert.

Als grobporige Schaumstoffe können solche eingesetzt werden, die einen recht hohen Erweichungspunkt besitzen, inbesondere v/enn sie in Kraftfahrzeugen eingesetzt werden sollen. Sie müssen in diesem Falle selbstverständlich temperaturbeständig sein. In anderen Fällen können diese Eigenschaften zurücktreten, da normalerweise eine solch hohe Temperstur festigkeit nicht erforderlich ist.

Din einzusetzenden Materialien können offenporige Schaumstoffe sein. Es kann sich beisoielswise um Schaumstoffe lj*i"j. Schaumstoff plat ten 17 aus thermoplastischen Kunststoffen handeln, wie zum Beispiel geschäumtes Polystyrol. Atich Po lyurethanschMume lassen sich /u diesem Z»ieck &ngr; rvinnrinn .

Die Dicke der Sehaumsfcöffplafcten 17 ist von def jeweiligen Aufgabenstellung abhängig und kann beispielsweise I bis 5 mm betragen.

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Wichtig für die Auswahl der verwendbaren Schaumstoffe ist ebenso wie bei den wahlweise einsetzbaren Kunststoffplatten, den feinmaschigen Gitternetzwerken oder den grobporigen Keramikplatten deren Porengröße. Diese muß jeweils unter den besonderen Anforderungen des jeweiligen Verwendungszweckes ausgewählt werden. Das bedeutet, daß im Herstellungsverfahren des entsprechenden Schaumstoffes bzw. der anderen Stoffe die jeweils gewünschte Porengröße berücksichtigt werden muß.

Das als Tränkungsmittel überwiegend ninresetzte Glycerin ist ein dreiwertiger Alkohol, der unter Normalbedingungen als eine farblose, sirupartige Flüssigkeit mit Einern Siedepunkt von 290 Grad C vorliegt. Der Schmelzpunkt liegt bei 18 Grad C. Unter den üblichen Bedingungen oxidiert Glycerin nur sehr langsam, wobei sowohl die primäre als auch die sekundäre Hydroxylgruppe unter Bildung von Glycerinaldehyd angegriffen werden.

Die Verwendung von Glycerin bietet mehrere Vorteile. Es ist unter Normalbedingungen wenig reaktionsfreudig und gleichzeitig völlig ungiftig. Da der Siedepunkt relativ hoch liegt, verdunstet es nicht und steht somit über einen sehr langen Zeitraum in flüssiger Form zur Verfügung. Die Adsorption von Staubteilchen und Schadstoffen erfolgt lediglich in physikalischer Art. Die adsorbierten Stoffe können in an sich bekannter Art und Weise aus dem Glycerinkreislauf wieder ausgeschieden werden. Lediglich in qröQeren Zeiträumen ist ein Austausch der Benetzungsflüssigkeit 19, d. h. des Glycerins, erforderlich.

Anstelle deä Glycerins können auch Glykol oder ähnliche Stoffe sowie Gemische daraus Verwendet werden. Vorteil·" haft können dabei auch Zusätze \/oh Tensiden oder fetblö*·

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senden Mitteln sein.

In einer bevorzugten Ausführungsform wird eine Lösung
won Glycerin und anderen Stoffen, insbesondere Duftstoffen, verwendet· In einer weiteren Ausbildung werden die
Schaumstoffplättchen 17 gemäß Figur 2 mit Bohrungen 31
für einen rascheren Luftdurchtritt versehen. Diese Bohrunnen 31 werden ggf. auch durch eine zusätzlich vorhandene Kunststoffträgerplatte 32 geführt.

Eine oder mehrere weitere Schichten können auch aus Aktivkohle 33 bestehen, die ebenfalls auf einer Kunststoffträgerplatte 32 aufgebracht ist.

Zweckmäßigerweise werden bei einem derartigen Aufbau die Löcner bzw. Bohrungen 31, 34 für die Luftdurchführung so angeordnet, dat sie bei zwei hintereinanderfolgenden
Schichten nicht fluchten, sondern vielmehr gegeneinander versetzt sind.

Dadurch soll erreicht werden, daß die eintretende Luft
entsprechend den Pfeilen 35 nicht über einen geraden Weg verläuft, sondern vielmehr meanderförmig durch das so
entstehende System strömt und auf diesem Wege möglichst
viel Kontakt mit der Benetzungsflüssigkeit 19, dem Glycerin bzw. dem Glykol, erhält.

Die beschriebenen Filteraufbauten lassen sich auf vielen Gebieten einsetzen. Wie erwähnt, insbesondere in Kaufhäusern, Hotels, Versammlungsräumen, Behörden, und zwar in
Klimaanlagen, Umluft-Heizsystemen sowie Schornsteinsystemen sowie in Abgasfiltern (insbesondere bei Dieselmotorerli)· Auch als Vorfilfcer füi OperationsräUme Und für Räume zUf Mikro-Chip-Hersfceilung kommen sie in Frage. Ein
bevorzugtes Anwendungsgebiet sind aber die Fahrgasträume

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von Personenkraftwagen und Lastkraftwagen.

Bei Untersuchungen hat sich gezeigt, daß die oben beschriebenen Filteraufbauten von den vorausfahrenden Fahrzeugen herrührenden Schmutz im Fahrgastraum erheblich reduzieren .

Wenn mindestens eine der Schichten Aktivkohle 33 enthält, so lassen sich auf diese Weise weitere Schadftoffe aus der in den Personenraum eintretenden oder dort vorhandenen Luft entfernen. Auch mit Enzymen angereicherte Schichten können vorgesehen werden. Die mit Enzymen angereicherten Schichten werden dann allerdings vom Umwälzg strom des Benetzungsmittels ausgenommen.

Die einzelnen Schichten des Filteraufbaus sind in einem F entsprechenden Rahmen eingehängt oder werden mit einem

Nutstäbchen oder Differenzstückchen untereinander verbunden .

Der gesamte Filteraufbau oder das einzelne Filter können in vielen Fällen auch vom Laien problemlos ausgetauscht werden.

Es wurde durch Messungen festgestellt, daß die Luftzufuhr bztu. die Abluft durch den beschriebenen Filteraufbau um lediglich etwa 7?Ä verringert wurde und dennoch eine fast 100?iige Adsorption <&oacgr;&ggr;, Schadstoffen, Staubteilchen und ähnlichen Fremdstoff en erreicht werden konnte?.

Da Glycerine ideale Nährböden für Enzyme sind, kann das Benetzungsmittel 19 auch mit Enzymen angereichert werden, die danri bestimmte Bakterien, Fest" oder Gasbeütand^ teils binden und ggfs. unschädlich machen können.

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Die Pumpeinrichtung 18 Uann außer aus einer bekannten Pumpe auch aus ebenfalls bekannten Drucksystemeii beste· hen t

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Claims

• · ■ · ■ ■ Nürnberg, den 02. Apr. 1987 Reg.Nr. 29107 Schutzansprüche:

1. filtervorrichtung zur Adsorption von Schadstoffen,
Staubteilchen und ähnlichen Fremdstoffen aus der Luft
oder anderen gasförmigen Medien, dadurch gekennzeichnet, daß die Filterschicht bzw. die Filterschichten im wesentlichen senkrecht zur Strömungsrichtung abgeordnete grobporige Schaumstoffplatten (17) bzw. Kunststoffplatten,
feinmaschige Gitternetzwerke oder grobporige Keramikplatten in Tragrahmen (15) sind, die über entsprechende Kanäle von nbe" her mit flüssigem Benetzungsmittel (19), beispielsweise Glycerin oder Glykol oder Gemischen, kontinuierlich versorgbar sind, wobei sich unterhalb der im wesentlichen senkrecht angeordneten Tragrahmen (15) eine
Auffangvorrichtung, ein Abführkanal (20) und ein Sammelbehälter (21) befinden, von dem aus das flüssige Benetzungsmittel (19) mittels einer Pumpeinrichtung (18) über Kanäle wieder in den Bereich oberhalb der Tragrahmen
(15) zurückführbar ist.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet,
daß die Schaumstoffplatten (1^) bzw. Kunststoffplatten,
Gitternetzwerke oder Keramikplatten seitlich in entsprechenden Führungsbahnen (16) einschiebbar und verschiebbar sind.

3. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß die PUmpeinrichfcung (1Ö) im
Sammelbehälter (Zl) angeordnet ist.

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4. Vorrichtung nach Anspruch 3, dadurch gekennzeichnet, daß es sich um eine temperaturgesteuerte Pumpeinrichtung (18) handelt.

5. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, dadurch gekennzeichnet, daß ein Vorwärmbad (22) für das umlaufende Benetzungsmittel (19) vorhanden ist.

6. Vorrichtung nac*n einem der Ansprüche 1 bis 5, dadurch gekennzeichnet, daß an ihrem Eingang eine Verwirbelungseinrichtung vorgesehen ist.

7. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß an ihrem Ausgang ein als Tröpfchenfänger wirkendes Drahtgeflecht (23) vorgesehen ist.

8. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, dadurch gekennzeichnet, daß ein als Tröpfchenfänger wirkendes,
in mehreren Ebenen angeordnetes Drahtgeflecht (23) mit
gegeneinander versetzten Durchlaßöffnungen (24, 25) vorhanden ist ·

9. Vorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, dadurch gekennzeichnet, daß vor dem Austrittskanal (13) eine den direkten Austritt ausschließende und den Strom umlenkende Prallkappe (26) vorgesehen ist.

Beschreibung:

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