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Elektrostatisches Filter Die Erfindung betrifft ein elektrostatisches
Filter zur Reinigung der Atemluft in geschlossenen Räumen von Schwebstoffen aller
Art, wie organischem oder anorganischem Staub, Rauchpartikeln und Molekülen chemischer
Verbindungen mit einem passiven Plattenabscheider, einer Sprühelektrode, einem Gebläse
und einem mechanischen Vorfilter.
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Elektrostatische Filter wurden bisher im wesentlichen für den Einsatz
in technischen Produktionsbetrieben entwickelt, wobei sie in den Rauchzügen fest
installiert wurden. - Heute wird das elektrostatische Filter auch für die Luftverbesserung
und -reinigung in Betriebs- und Wohnräumen eingesetzt, indem ein Gebläse geladene
Teilchen enthaltende Luft zwischen an einer hohen Gleichspannung liegenden Filterelektroden
hindurchdrückt oder hindurchsaugt. Dabei macht man sich die Vorteile des elektrostatischen
Filters zunutze, die in seinem geringen Strömungswiderstand und seiner hohen Ausbeute
auch bei kleinsten Teilchen in der Größenordnung von 10 u liegen.
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Der geringe Strömungswiderstand ermöglicht es, bereits mit geringem
Stromverbrauch einen für Wohn- und Betriebsräume ausreichend großen Luftdurchsatz
zu erzielen. Die hohe Bandbreite der Filterung ermöglicht es, die Atemluft auch
von Schweb- und Geruchstoffen zu reinigen, deren Vorhandensein nach Menge oder Dauer
wenn nicht die Gesundheit, so doch zumindest das Wohlbefinden zu beeinträchtigen
geeignet ist.
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Ein bekanntes Gerät zur Reinigung der Luft in geschlossenen Räumen
(DOS 2163.254) besteht aus einer Kammer mit Ein- und Austrittsöffnungen für die
Luft, in der zwischen einer Sprühelektrode und einer aus einer mit Flüssigkeit berieselten
Wand bestehenden Abscheideelektrode ein elektrisches Spannungsfeld vorhanden ist,
durch welches hindurch die zu reinigende und bei der Reinigung angefeuchtete Luft
geleitet wird, wobei an die Sprühelektrode eine Gleichstromspannung von wenigstens
20 bis 100 KV angelegt ist.
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Dieses Gerät hat den Nachteil, daß es nicht ohne einen Flüssigkeitsbehälter
auskommt, wobei die Berieselungsflüssigkeit, meistens Wasser, die Verunreinigungen
mitschwemmt. Eine Flüssigkeit in einem tragbaren elektrostatischen Filter ist jedoch
im Hinblick auf die elektrische Sicherheit nicht problemlos.
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Bei einem anderen Gerät (DOS 1.557.036) wird auf eine Berieselungsflüssigkeit
verzichtet und lediglich durch eine besonders geschickt gewählte Anordnung des notwendigen
Abscheiders mit vertikalen Platten, der Ventilatoren und des Ionisators eine vergleichsweise
kompaktes elektrostatisches Filter geschaffen. Dieses Filter hat jedoch den Nachteil,
daß die Reinigung des Abscheiders problematisch und die elektrische Sicherheit wegen
der frei im Gehäuse verspannt vorgesehenen Sprfihdråhten und Elektroden mangelhaft
ist.
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Schließlich ist ein elektrostatisches Filter bekannt (OS 2.234.179)
bei dem die Luft durch ein Fanggitter angesaugt wird, dann ein mechanisches Grobfilter
durchsetzt und dann an den Sprühelektroden vorbeistreicht und letztlich durch Filterpatronen
gedrückt wird. Wobei die Filterpatronen aus Elektroden entgegengesetzter Polarität
und die nötigen Luftspalte frei haltenden Trägern besteht. Dieses Filter hat zwar
den Vorteil, daß abgeschiedene Moleküle organischer Verbindungen nicht wieder von
den Filterelektroden abdampfen können, muß jedoch mit teuren Wegwerffilterpatronen
ausgestattet sein.
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Der vorliegenden Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein preiswertes
elektrostatisches Filter zu schaffen, welches tragbar und für Haushaltszwecke verwendbar
ist, welches besonders leise arbeitet, leicht aufzustellen ist und vor allem relativ
einfach zu warten ist. Besonders die Filterplatten sollen dabei bequem und schnell
vom anhaftenden Schmutz befreit werden können.
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Erfindungsgemäß wird dies dadurch erreicht, daß zwei miteinander verbundene
gleiche L-förmige Profilteile aus einem dielektrischen Werkstoff vorgesehen sind,
deren Schenkel paarweise mit ihren freien Kanten durch Schweißen, Kleben, Nieten
oder dergleichen fest verbunden sind und die beide zu einem Rahmen zusammengesetzt,
eine an zwei einander diametral gegenüberliegenden Seiten offene Kassette bilden,
die in das Aggregat-Gehäuse nach Art einer Schublade einschiebbar ist, wobei der
Rahmen zum Zwecke einer Vergrößerung der elektrischen Kriechstrecken mit Schlitzen,
Ausnehmungen, Bohrungen und dergleichen versehen ist und wobei die positiv und negativ
vorgespannten, unterschiedlich langen von Rahmen gehaltenen Filterplatten und deren
lösbare Befestigung durch endlos gestanzte, in Nuten sich selbsthaltende Haltefedern
versehen sind und wobei ein herausnehmbarer Ionisationsrahmen vorgesehen ist, der
die Innisationsdrähte und die diese spannenden Haltefedern trägt.
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Mit Vorteil ist jedes der beiden L-förmigen Profilteile an einem Schenkel
mit einer schlitzartigen Aussparung ausgestattet wobei diese Aussparungen bei zu
einem Rahmen zusammengesetzter Kassette für Filterplatten einander gegenüberliegend
vorgesehen sind und ein besonderer Rahmen für die Halterung der Sprühdrähte in diese
Aussparungen einschiebbar ist und dann von den Schnittflächen der schlitzförmigen
Aussparungen gehalten und geführt ist.
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Die Erfindung läßt die verschiedensten Ausführungsmöglichkeiten zu.
Eine davon ist in den anhängenden Zeichnungen dargestellt und zwar zeigen: Fig.
1 die perspektivische und schematisierte Darstellung des vollständigen Filteraggregats
jedoch mit abgenommenen Deckel in verkleinertem Maßstab, Fig. 2 die Filterplatteneinheit
in der Ansicht von vorne, teilweise im Schnitt nach den Linien M-M gemäß Fig.3 Fig.
3 , die Filterplatteneinheit gemäß Fig.2 in der Draufsicht und teilweise im Schnitt
Fig. 4 die Filterplatteneinheit im Langsschnitt nach den Linien P-P gemäß Fig.2
und 3 Fig. 5 die Filterplatteneinheit im Teilschnitt und in der Seitenansicht Fig.6-8
die Feder für die Halterung und zum spannen der Sprtihdrähte in drei verschiedenen
Ansichten Fig. 9 die Leiterplatine bit den notwendigen elektrischen Bausteinen)
für die Stromversorgung der Filterplatteneinheit Fig.10 die Filterplatteneinheit
(mit aufgedruckter Anweisung für ihre Handhabung) in der Draufsicht Fig.11 die Gebläseeinheit
mit Antriebsmotor in der Seitenansicht und teilweise im Schnitt
Fig.12
das elektrostatische Filteraggregat im Längsschnitt (mit aufgesetztem Deckel) Fig.13
ein Teil-Querschnitt durch das Filteraggregat (mit aufgesetztem Deckel).
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Die (ungereinigte) Luft aus dem umgebenden Raum strömt in Pfeilrichtung
A durch entsprechende im Gehäusedeckel 35 vorgesehene Einlaßschlitze (nicht dargestellt)
und ein Trockenfiltervlies 30 (Fig.12) in die Kammer B (Fig.1) des Aggregats ein
und strömt dann zwischen den einzelnen Filterplatten 1, 1a, Ib... in Pfeilrichtung
C durch die Filterplatteneinheit 2 (Fig. 2 bis 5) hindurch zur Lüfterwalze 3. Die
Lüfterwalze 3 fördert dann die gereinigte Luft durch die Luftauslaßschlitze 4 in
Pfeilrichtung D. Der Antriebsmotor 31 ist seitlich der Filterplatteneinheit 2 und
der Lüfterwalze 3 in der Kammer L angeordnet. In der von den Wänden 5 und 6 bzw.
der Gehäusewandungen begrenzten Kammer F befindet sich der elektrische Versorgungsteil
(gemäß Fig.9) der die Filterplatteneinheit 2 und den Antriebsmotor 31 (gemäß Fig.11)
für die Lüfterwalze 3 mit elektrischem Strom versorgt. Mit 7 ist der Ein/Ausschalter
für das Aggregat bezeichnet.Mit 8 eine Kontroll-Lampe, die anzeigt,ob das Gerät
einwandfrei läuft. Mit 9 und 10 zwei elastische Metallbügel mit Nocken, die den
aus Fig. 12 ersichtlichen Gehäuse deckel 35 halten und führen, der außerdem bei
11 und 12 (Fig.1) mit entsprechenden Zungen in Öffnungen im Gehäuse eingreift.
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Wie aus Fig.2 bzw. Fig.5 ersichtlich ist, ist die Filterplatteneinheit
2 mit einem Haltebügel 13 versehen, der das Einbringen bzw. das Herausnehmen der
Filterplatteneinheit (nach Art einer Schublade) aus dem Gehäuse erleichtert.
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Der in Fig. 12 und 13 dargestellte Gehäusedeckel 35 ist mit 2 den
elektrischen Strom leitenden federnden Kontaktschiebern 36, 36a versehen, die in
die Kammer F eintauchen und nach Art eines elektrischen Steckers mit dem in der
Kammer F befindlichen elektrischen Versorgungsteil (gemäß Fig. 9) immer dann die
für den Betrieb unbedingt notwendige elektrisch leitende Verbindung zwischen zwei
elektrischen Bauteilen 33, 34 herstellen, wenn der Deckel 35 ordnungsgemäß auf das
Gehäuse aufgesetzt ist. Es ist also sichergestellt, daß stromführende Teile des
Aggregats von Hand nicht berührt werden können.
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Die in Fig. 2 dargestellte Filterplatteneinheit 2 (Lufteinlaufseite)
besteht im wesentlichen aus zwei miteinander verbundenen identischen Winkelteilen
2a, 2b, die in Führungsabschnitte o, p, r unterteilt sind (siehe Fig. 1 und insbesondere
10) zum Zwecke der kriechstreckenvergrößernden Halterung der positiv und negativ
vorgespannten, unterschiedlich langen Filterplatten 1a, 1b, 1c... und zum Zwecke
der lösbaren Befestigung durch endlosgestanzte, in Nuten sich selbsthaltende Haltefedern
21, 22 bzw. 15, 16 (Fig. 3).
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Außerdem enthält die Filterplatteneinheit einen Ionisationsrahmen
23, der die Ionisationsdrähte 26, 26a, ... und diese spannende, mit den positiven
Haltefedern elektrisch verbindende Blattfedern 24 (Fig. 5) trägt, wobei die Drähte
(strich-punktiert eingezeichnet) jeweils vor der kurzen Platte liegen, und 2 Winkelfedern
25 (Fig. 5), die auf einer Winkelhälfte befestigt sind.
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Der Ionisationsrahmen 23 laßt sich zum Zwecke der Reinigung der Platten
1 ... seitlich aus dem Filterpiattenrahmen 2a, 2b in Pfeilrichtung R (Fig.3) entnehmen.
Hierzu ist es aber notwendig, vorher ein Teil der Platten 1... in Pfeilrichtung
y (Fig. 3) und zwar die längeren Platten aus dem Filterplattenrahmen 2a, 2b herauszuziehen.
Die vollständige Filterplatteneinheit kann in eine Reinigungslösung eingetaucht
werden und ist anschließend sofort wieder betriebsbereit. Bei der dargestellten
Filterplatteneinheit sind beispielsweise insgesamt 11 Filterplatten la, 1b, 1c vorgesehen,
wobei 6 dieser Platten um ein geringes Maß länger ausgebildet sind als die 5 restlichen
Platten (bei gleicher Breite!) da vor jeder kürzeren Platte ja, ...
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in der jeweiligen Plattenebene ein Sprühdraht mit Abstand (im Rahmen
23) gespannt ist, sind also entsprechend insgesamt 5 Sprühdrähte vorhanden.
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Ist es notwendig, einen einzelnen Sprühdraht 26 auszuwechseln, so
lassen sich mit Vorteil zunächst die 6 längeren Platten 1...
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in Pfeilrichtung y (Fig. 3) aus den Führungsnuten 50 (Fig. 4), die
an den beiden Innenseiten 51 der beiden L-förmigen Profilteile, die zusammen die
Kassette bilden, vorgesehen sind, herausziehen. Anschließend kann dann der Rahmen
23 (in Pfeilrichtung R) entfernt werden. Der neue Sprühdraht 26,... kann dann auf
das entsprechende freie Ende 54 der Blattfeder 24 aufgehängt werden.
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Jeder Sprühdraht 26, 26a,... wird mit seinem freien Ende auf einen
der fünf untereinanderliegenden Nocken 57 (Fig. 5), der einen Seite des Rahmens
23 aufgehängt, dann in die zugehörige Kerbe 58 eingelegt und quer über den Rahmen
23 gespannt, dann in die entsprechende Kerbe auf der anderen Seite des Rahmens 23
eingelegt und schließlich auf dieser anderen Rahmenseite mit dem anderen freien
Ende auf einen Nocken (nicht dargestellt), aufgehängt. Die Feder 54 (Fig. 8), über
die der Sprühdraht 26,
26a,... dabei läuft, sorgt dafür, daß der
Draht stets straff gespannt bleibt, was einen besonderen Vorteil darstellt.
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Die Haltefedern 15, 16 bzw. 21, 22 sind an den Seitenwandungen der
Kassette 2a, 2b (Fig. 3, 4 und 5) vorgesehen und stellen einerseits die elektrisch
leitenden Verbindungen zwischen den Filterplatten 1, ja,.. dar, und klemmen die
Filterplatten andererseits mit ihren rechtwinklig abgebogenen Zungen 21a bzw. 16a
fest.