DE1632871B2 - Filterkörper für Luftfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung bezieht sich auf einen durch Vielfachfaltung geformten Filterkörper für Luftfilter, bestehend aus zwei unterschiedlichen Filtermaterialschichten, zwischen denen sich ein Luftraum befindet. Ein solcher Filterkörper ist durch das deutsche Gebrauchsmuster 1 719 795 bekannt.

Der Filterkörper nach dem DT-Gbm 1 719 795 besteht aus zwei Papierbahnen verschiedener Durchlässigkeit. Dabei ist die äußere Papierbahn grobporig im Vergleich zur inneren Papierbahn. Dieser Aufbau führt dazu, daß mit der äußeren Papierbahn in erster Linie gröbere Fraktionen aufgefangen werden. Auf der inneren Papierbahn sammeln sich nur sehr feine Partikeln. Staubschichten, die aus feinen Partikeln bestehen, haben eine verhältnismäßig hohe Dichte. Deshalb steigt der Strömungswiderstand durch diese Schicht mit zunehmender Schichtdicke rasch an. Dadurch ergibt sich eine geringe Speicherkapazität.

Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, einen Filterkörper für Luftfilter zu schaffen, der eine hohe Filterwirkung und eine hohe Staubspeicherkapazität hat.

Diese Aufgabe wird bei einem Filterkörper der eingangs genannten Art dadurch gelöst, daß die erste Filtermaterialschicht aus einem dünnen Netz besteht, an dem sehr feine synthetische Fasern befestigt sind.

Durch diesen Aufbau des Filterkörpers ergibt sich, daß die durchströmende Luft zuerst mit der aus dem dünnen Netz mit feinen Fasern bestehende Filtermaterialschicht in Berührung kommt. Durch das Vorhandensein der Poren und Hohlräume ergibt sich eine mechanische Filterwirkung. Die Fasern üben eine elektrostatische Wirkung aus. Der Luftraum zwischen den Filtermaterialschichten erhöht die elektrostatischen Eigenschaften der äußeren Filtermaterialschicht und gestattet eine gleichförmigere Verteilung der auf die innere Filtermaterialschicht zuströmenden Luft.

Als Ursache für die hohe Staubspeicherkapazität des erfindungsgemäßen Filterkörpers kann folgendes angenommen werden. Infolge der elektrostatischen Wirkung der obersten Filterschicht werden von dieser nicht nur grobe Partikeln, sondern auch sehr feine Partikeln aufgefangen. Andererseits wird diese erste Filtermaterialschicht sowohl von einem Teil der feinen als auch von einem Teil der größeren Fraktionen passiert. Dadurch bildet sich auf der zweiten Filtermaterialschicht eine aus Partikeln unterschiedlicher Korngröße gebildete Staubschicht. Die Dichte dieser Schicht ist geringer als wenn sie nur aus sehr feinen Staubfraktionen bestehen würde. Dadurch wird es möglich, auch für die zweite Filtermaterialschicht eine höhere Schichtstärke zuzulassen als bei bekannten Filtern.

Es hat sich in der Praxis gezeigt, daß sich auf der ersten Filtermaterialschicht eine weit größere Staubmenge ansammelt als auf der zweiten. Da die erste Filtermaterialschicht eine höhere Speicherkapazität hat als die feinporige zweite Schicht, kann gesagt werden, daß beide Filtermaterialschichten ihre Sättigungsgrenze gleichzeitig erreichen.

ίο Drei Ausführungsbeispiele der Erfindung sind in der Zeichnung dargestellt und werden nachfolgend beschrieben. Es zeigt

F i g. 1 einen Schnitt durch einen erfindungsgemäßen, als Flachfilterscheibe ausgebildeten Filterkörper,
Fig. 2 eine Vorderansicht des Filterkörpers gemäß Fig. 1,

Fig.3 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, des Filterkörpers nach Fig. 1,

Fig.4 einen senkrechten Schnitt durch einen als Ringfilter ausgebildeten Filterkörper zur Verwendung an Motoren,

Fig.5 eine Draufsicht, teilweise im Schnitt, auf den Filterkörper gemäß F i g. 4,

F i g. 6 ein Diagramm, in dem der Druckabfall der durch den Fiiterkörper gemäß der Erfindung und durch zwei andere Filterkörper bekannter Art hindurchströmenden Luft aufgetragen ist gegenüber der an den Filterkörpern abgelagerten Staubmenge,

F i g. 7 ein Diagramm, bei dem der Druckabfall der durch den Filterkörper gemäß der Erfindung und durch zwei andere Filterkörper bekannter Art hindurchströmenden Luft aufgetragen ist gegenüber der Einsatzzeit dieser Filterkörper,

F i g. 8 ein Diagramm, in dem der Wirkungsgrad oder die Filterkapazität des Filterkörpers gemäß der Erfindung und zweier anderer Filterkörper bekannter Art aufgetragen ist gegenüber der Konzentration des durch die Filterkörper hindurchtretenden Staubes und

F i g. 9 einen Schnitt einer anderen Ausführungsform des Filterkörpers gemäß der Erfindung.

Gemäß F i g. 1 bis 5 der Zeichnung umfaßt der erfindungsgemäße Filterkörper eine erste Filtermaterialschicht 1, bestehend aus einem dünnen Netz, an dessen Oberflächen kurze Fasern 2 aus einem synthetischen Material angebracht worden sind zur Bildung eines Filtergewebes, das in seinem Inneren den dünnen Netzaufbau trägt. Dieser Netzaufbau kann z. B. aus Metall bestehen. In passender Weise ist das Filtermaterial 1 in Form eines Bandes oder Streifens geschnitten und anschließend derart gefaltet, daß sich eine Vielzahl von im Querschnitt V-förmigen Falten 3 ergibt (F i g. 2), deren Faltkanten oder Ränder quer zur Längserstreckung des Bandes oder Streifens angeordnet sind.

Hinter dem Filtermaterial 1, in Durchtrittsrichtung der Luft, ist ein schmaler Luftraum 4 geeigneter Dicke belassen worden.

Schließlich ist noch eine Filtermaterialschicht 5 vorgesehen, die aus Filterpapier geformt und ebenso in Streifenform angeordnet und passend gefaltet ist zwecks Bildung einer Vielzahl von im Querschnitt V-förmigen Falten, die innen in die V-förmigen Falten der Filtermaterialschicht 1 eingesetzt sind zwecks Bildung eines einzigen Aufbaues nahezu gleichförmiger Dicke, der aus den drei obenerwähnten Materialien besteht.

Zweckmäßigerweise kann der beschriebene Filtcraufbau angeordnet sein in flacher Gestalt zur Bildung flacher Filterscheiben oder -tafeln (Fig.2 und 3). In

diesem Falle sind die Kanten dieses Aufbaues an der Innenseite geeigneter Rahmen 6 befestigt. Ferner kann dieser Filteraufbau auch in Ringform gefaltet sein (F i g. 4 und 5) zur Bildung eines Filterkörpers, der in das Innere der Filtergehäuse an Wärmekraftmaschinen eingesetzt werden kann. In diesem Falle werden die oberen und unteren Kanten des Filterkörpers an der Innenseite geeigneter Ringe 7 festgelegt. Normalerweise bestehen diese Ringe aus Kunststoffmaterial und dienen der Abstützung des Filterelementes.

Um nun die vorteilhaften Eigenschaften des erfindungsgemäßen Filterkörpers besser darzulegen, sei nun Bezug genommen auf die in F i g. 6, 7 und 8 dargestellten Diagramme, die durch eine Reihe von Laboruntersuchungen mit Filterkörpern, wie sie in F i g. 4, 5 und 6 dargestellt sind, erhalten wurden.

Die Untersuchungen wurden durchgeführt an drei Filterkörpern für Filter von Wärmekraftmaschinen mit Außen- und Innendurchmessern von 128 bzw. 170 mm und einer Höhe von 72 mm. Eine erste Art von Filterkörpern (in den Diagrammen mit A bezeichnet) hatte einen Aufbau, der erhalten wurde durch geeignetes Falten eines Bandes oder Streifens von Filterpapier zur Bildung einer Vielzahl von Elementen in der Form im Querschnitt V-förmiger Falten, deren Kanten oder Ränder parallel zu der Achse des Filterkörpers lagen. Eine zweite Art von Filterkörpern (in den Diagrammen mit B bezeichnet) hatte einen Aufbau, der in der oben beschriebenen Weise erhalten wurde durch Falten eines Streifens von sogenannter Gewebe-Drahtgaze, d. h. ein dünnes Netz, auf dem kurze Fasern von synthetischen Materialien angebracht sind, wie oben beschrieben. Schließlich bestand eine dritte Art von Filterkörpern (in den Diagrammen mit C bezeichnet) aus dem erfindungsgemäßen Filteraufbau.

Siliziumpulver mit einer Teilchengröße zwischen zwei und 30 μ wurde verwendet, während die Luftstrommenge 1500 l/min betrug.

Von den in dem Diagramm gemäß F i g. 6 (worin der Druckabfall aufgetragen ist gegenüber der an dem FiI-terkörper abgelagerten Gesamtstaubmenge) aufgezeichneten Untersuchungsergebnissen läßt sich erkennen, daß der Druckabfall für den erfindungsgemäßen Filterkörper sehr gering und niedriger (für die höheren Staubmengen) als bei den Filtern bekannter Art ist. Dieses Ergebnis steht im Gegensatz zu dem, was man mutmaßlich erwarten könnte zu erhalten durch einfaches Zusammenkuppeln der beiden vorher bekannten Filtermaterialien. Tatsächlich hätte man erwarten können, entweder einen Druckabfall gleich der Summe der durch jedes der beiden Materialien verursachten Druckabfälle zu erhalten oder mindestens gleich demjenigen des Materials mit dem höheren Druckabfall.

Von den in dem Diagramm gemäß F i g. 7 (wobei der Druckabfall aufgetragen ist gegenüber der Betriebszeit des Filterkörpers) aufgezeigten Untersuchungsergebnissen kann weiter festgestellt werden, daß der Filterkörper gemäß der Erfindung den üblichen Grenz-Druckabfall (100 mm Wassersäule; in dem Diagramm mit einer gestrichelten Linie angedeutet) nach einer Betriebszeit erreicht, die weitaus länger als die der bekannten Filter ist.

Aus dem in F i g. 8 (in der der Filterwirkungsgrad oder das Filtervermögen aufgetragen ist gegenüber der Staubkonzentration in der gefilterten Luft) gezeigten Untersuchungsergebnis kann schließlich festgestellt werden, daß die Leistungsfähigkeit des erfindungsgemäßen Filterkörpers über den Untersuchungszeitraum konstant und höher (in dem gleichen Zeitraum oder einem Teil davon) als diejenige der anderen bekannten Filterkörper ist.

Ferner ist augenscheinlich, daß an dem in F i g. 1 gezeigten Filteraufbau geeignete Abwandlungen vorgenommen werden können, ohne den Rahmen der Erfindung zu verlassen. Insbesondere können die Filtermaterialien 1 und 5 beispielsweise in Form zweier voneinander völlig unabhängiger Elemente, konzentrisch oder parallel zueinander, wie in F i g. 9 gezeigt, angeordnet sein. Gemäß dieser Anordnung ist es möglich, zwei verschiedene Steigungen oder Abmessungen der V-förmigen Elemente in der Materialschicht 1 bzw. in der Materialschicht 5 zu erhalten. Auf diese Weise kann das Filtermaterial 5 z. B. (wie in F i g. 9 gezeigt) eine größere Filterfläche als das Material 1 haben.

Hierzu 4 Blatt Zeichnungen

Claims (2)

Patentansprüche:

1. Durch Vielfachfaltung geformter Filterkörper für Luftfilter, bestehend aus zwei unterschiedlichen Filtermaterialschichten, zwischen denen sich ein Luftraum befindet, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Filtermaterialschicht (1) aus einem dünnen Netz besteht, an dem sehr feine synthetische Fasern befestigt sind.

2. Filterkörper nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß die erste Filtermaterialschicht (1) weniger Faltungen aufweist als die zweite Filtermaterialschicht (5).