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DE29622912U1 - Filtereinrichtung - Google Patents

Filtereinrichtung

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DE29622912U1
DE29622912U1 DE29622912U DE29622912U DE29622912U1 DE 29622912 U1 DE29622912 U1 DE 29622912U1 DE 29622912 U DE29622912 U DE 29622912U DE 29622912 U DE29622912 U DE 29622912U DE 29622912 U1 DE29622912 U1 DE 29622912U1
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DE
Germany
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module
filter device
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Mann and Hummel Innenraumfilter GmbH and Co KG
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Helsa Werke Helmut Sandler GmbH and Co KG
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Description

B/34.013/AM-ts
Helsa-Werke Helmut Sandler GmbH & Co. KG., Bavreuther Straße 3-11, 95482 Gefrees
Filtereinrichtuncr
Die vorliegende Erfindung betrifft eine Filtereinrichtung für Gasströme, insbes. für Luft.
Filteranlagen zur Reinigung der Atem- bzw. ümgebungsluft finden in den verschiedensten Bereichen Anwendung, wobei die Anwendung in Kraftfahrzeugen, im Wohn- oder Arbeitsbereich sowie in Einsatzfahrzeugen unterschiedlichster Art die häufigsten sind. Die in derartigen Filteranlagen eingesetzten Filterelemente reichen von einfachen Partikelfiltern über Adsorberfilter unterschiedlichster Ausgestaltung bis hin zu kombinierten Partikel- und Absorberfiltern, wie z.B. aus der EP O 383 bekannt.
Aus der DE-OS 32 12 289 ist ein Filter zum Reinigen der Luft für nach außen abgeschlossene Räume, insbes. für Fahrzeuge, bekannt. Der offenbarte Filter ist in eine Belüftungsanlage eines Kraftfahrzeugs einsetzbar, wobei dieser Filter als Schwebstoffilter oder kombinierter Schwebstoff-Gasadsorptionsfilter ausgebildet ist und die unterschiedlich ausgebildeten Filter je nach den Anforderungen austauschbar sind.
Darüberhinaus sind verschiedene Arten von Partikel- und Adsorptionsfiltermaterialien sowie an spezielle Anwendungen angepaßte Filtereinrichtungen bzw. -anlagen allgemein bekannt. Bei den bekannten Filtereinrichtungen bzw. -anlagen ist jedoch nachteilig, daß sie auf bestimmte Anwendungen beschränkt und nicht universell einsetzbar sind.
Es ist daher Aufgabe der vorliegenden Erfindung, eine Filtereinrichtung zu schaffen, die auf einfache Weise an verschiedenste Anforderungen angepaßt werden kann, die wirtschaftlich herstellbar ist und deren Einzelteile in hohem Maße einer Wiederverwertung zuführbar sind.
Die vorliegende Aufgabe wird durch eine Filtereinrichtung, bestehend aus einem Kassettenrahmen, wenigstens zwei in dem Kassettenrahmen in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Modulrahmen, wobei in den Modulrahmen jeweils ein verschieden ausgebildetes Filterelement befestigt ist und die Modulrahmen lösbar in dem Kassettenrahmen befestigt sind, und wobei die Modulrahmen so ausgebildet sind, daß sie untereinander austauschbar sind, gelöst.
Durch die erfindungsgemäße Anordnung entsteht der Vorteil, daß durch die geeignete Auswahl der in den Modulrahmen befestigten Filterelemente verschiedene Gase, z.B. aromatische Kohlenwasserstoffe (BTX) und polyzyklische Kohlenwasserstoffe (PAH) sowie Schwefeldioxid und/oder Kohlenmonoxid, gleichzeitig effektiv aus der zu reinigenden Luft entfernt werden können. Da die Modulrahmen untereinander austauschbar sind, ist es z.B. günstig, die Reihenfolge der verschiedenen hintereinandergeschalteten Filterelemente so zu wählen, daß selektive Adsorbentien den Stoff, der erwartungsgemäß in einer bestimmten Umgebung in der höchsten Konzentration vorliegt, als
erstes adsorbieren wird, und der Stoff, der in der geringsten Konzentration vorliegt, als letztes. Dabei können die einzelnen Modulrahmen mit den unterschiedlichen Filterelementen auch entsprechend dem tatsächlichen Schadstoffanfall in unterschiedlichen Zeit-Intervallen ausgetauscht werden.
Zum Einsatz der Filtereinrichtung in einer Umgebung, in der eine gewisse Staubbelastung der zu reinigenden Luft zu erwarten ist, ist bevorzugt, wenn in Strömungsrichtung wenigstens ein Modulrahmen angeordnet ist, dessen Filterelement als Partikelfilter ausgebildet ist, und wenigstens zwei Modulrahmen, deren Filterelemente durch unterschiedliche Adsorptionsfilter gebildet sind. Diese Ausgestaltung ist zweckmäßig, weil der vorgeschaltete Partikelfilter entsprechend der anfallenden Partikelmenge und -größe gewählt werden kann und dadurch ein frühzeitiger Austausch des bzw. der nachgeschalteten Adsorptionsfilter wegen zu großer Partikelaufnahme vermieden wird. Des weiteren wird bei entsprechender Anpassung des Partikelfilters an die Partikelgröße und/oder an die Partikelmenge das Strömungsverhalten durch die Filtereinrichtung nicht unnötig beeinträchtigt, d.h. der durch den Partikelfilter verursachte Druckabfall ist nicht größer als erforderlich, da die Dichte des Partikelfilters entsprechend der zu entfernenden Partikel wählbar ist.
Um zu vermeiden, daß die Abluft der Filtereinrichtung Partikel enthält, die z.B. aus den Adsorbentien stammen, ist es sinnvoll, daß ein Modulrahmen, dessen Filterelement als Partikelfilter ausgebildet ist, in Strömungsrichtung als letzter Modulrahmen in dem Kassettenrahmen angeordnet ist. Dieser nachgeschaltete Partikelfilter besteht zweckmäßigerweise aus einem Vlies mit einer sehr großen äußeren Oberfläche, wobei
die Fasern ausschließlich aus Mikrofasern bestehen, weil dadurch auch sehr kleine Partikel entfernt werden.
Durch die Anordnung der Filterelemente in den Modulrahmen ist eine einfache und unkomplizierte Handhabung gewährleistet, insbes. wird der Austausch der einzelnen Module bedeutend erleichtert. Um jedoch eine möglichst gute Wxederverwertbarkeit zu ermöglichen, ist es besonders vorteilhaft, die Filterelemente in den Modulrahmen lösbar zu befestigen, so daß der Modulrahmen wieder verwendet und das beladene Filterelement recycelt werden kann. Da aber auch die Modulrahmen eine begrenzte Lebensdauer haben können, auch wenn diese viele Filterzyklen betragen kann, sind die Modulrahmen vorzugsweise aus dem gleichen Material wie die einzelnen Träger der Adsorptionsmittel hergestellt, so daß Modulrahmen und Filterelement gemeinsam einer Wiederverwertung zugeführt werden können.
In einer besonderen Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung enthält ein Modulrahmen zwei oder mehr unterschiedliche Filterelemente, wodurch ermöglicht wird, verschiedene Stoffe auf sehr wenig Raum aus dem zu reinigenden Medium zu entfernen.
Um unabhängig von den am Einsatzort des Filters vorliegenden Strömungsverhältnissen und um eine gleichmäßige Durchströmung der Filtereinrichtung sicherzustellen, ist es vorteilhaft vor den eigentlichen Filtermodulen einen Modulrahmen in dem Kassettenrahmen anzuordnen, in dem ein Diffusor oder eine Blende anstelle eines Filterelements oder eine Blende bzw. ein Diffusor oder eine Blende und wenigstens ein Filterelement, z.B. ein Partikelfilter, enthalten ist.
Die beschriebene Filtereinrichtung kann grundsätzlich in jeder geforderten Größe hergestellt werden, so daß sowohl ein Einsatz
I.
in Kraftfahrzeugen als auch in Gebäuden u.dgl. möglich ist. Die verwendeten Filtermaterialien sind dem Fachmann allgemein aus dem Stand der Technik bekannt, wobei bei den Adsorptionsfiltern solche bevorzugt sind, die aus auf Trägern aufgebrachten Adsorptionsteilchen mit einem Durchmesser von etwa 0,1 bis etwa 1 mm bestehen. Zweckmäßigerweise bestehen die Träger aus retikuliertem PUR-Schaum, Honeycomb-Strukturen oder textilem Flächengebilde. Besonders bevorzugt sind Träger aus textilen Flächengebilden, die plissiert sind, d.h. zick-zack-förmig gefaltet.
Je nach Anwendung bestehen die Modulrahmen zweckmäßigerweise aus Textil, Folie, Hotmelt oder kartonartigem Material.
Zur Vermeidung von Stabilitätsprobleraen sind die Träger für das Adsorptionsmaterial in einer bevorzugten Ausgestaltung der vorliegenden Erfindung selbsttragend ausgebildet und somit gegebenenfalls auch in der Lage, den Modulrahmen zu stabilisieren.
In der Zeichnung ist eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung beispielhaft dargestellt. Die Schemazeichnung zeigt eine erfindungsgemäße Filtereinrichtung mit einem Kassettenrahmen 1, in dem drei Modulrahmen 2, 2', 2'' angeordnet sind, wobei in dem Modulrahmen 2, 2', 2'' verschieden ausgebildete Filterelemente 3, 3', 3'' befestigt sind. In der Darstellung wird das Filterelement 3 durch eine Honeycomb-Struktur gebildet, wie sie z.B. als Partikelfilter Verwendung findet, Filterelement 3' durch einen retikulierten PUR-Schaum mit Adsorbern und Filterelement 3'' durch ein plissiertes textiles Flächengebilde mit Adsorbern.
Die folgenden beiden Ausführungsbeispiele erläutern anschaulich die Wirksamkeit und die Vorteile der vorliegenden Erfindung.
Beispiel 1
Zwei aus retikuliertem PUR-Schaum der Dicke 5,8 nun bestehende Filtermatten werden mit einem geeigneten Klebersystem imprägniert und mit hochaktiver granulatförmiger Aktivkohle belegt. Die Filtermatten besitzen eine Größe von 165 &khgr; 165 mm und werden unter Verwendung eines Polyamid-Gewirkes umhüllt. Das so erhaltene Filterelement wird in einem Modulrahmen von 40 mm Höhe befestigt.
Ein zweites Filterelement wird dadurch hergestellt, daß ein PES-Vlies punktförmig mit einem geeigneten Klebersystem beschichtet und ebenfalls mit hochaktiver granulatförmiger Aktivkohle belegt wird. Das verwendete PES-Vlies ist zweilagig und wird nach dem Belegen mit Aktivkohle auf eine Faltenhöhe von 19 mm plissiert. Dieses Filterelement wird dann in einen weiteren Modulrahmen von 40 mm Höhe befestigt. Das Filterelement besitzt dabei ebenfalls eine Größe von 165 &khgr; 165 mm und weist in einer Richtung 20 Falten auf.
Die so erhaltenen Modulrahmen werden in einem Kassettenrahmen angeordnet und die so erhaltene Filtereinrichtung auf Druckabfall, n-Butan-Adsorption und Toluol-Adsorption überprüft. Die Anströmseite war dabei die Seite des plissierten Filtermediums. Die Messungen wurden in Anlehnung an die DIN 71 460 (Luftfilter für Kraftfahrzeuginnenraum) durchgeführt. Dabei wurden folgende Meßwerte erzielt:
Druckabfall in Pa
bei 1 kg/min 68
bei 2 kg/min 172
bei 3 kg/min 305
bei 4 kg/min 515
• ·
n-Butan-Adsorption bei 175 kg/min gesamtadsorbierte Masse in g/Filter
5,7
Toluol-Adsorption
bei 200 kg/h
gesamtadsorbierte Masse in g/Filter
44
Beispiel 2
Bei diesem Beispiel sind in dem Kassettenrahmen drei Modulrahmen angeordnet, wobei der in Strömungsrichtung erste Modulrahmen ein Filterelement trägt, das ein Partikelfiltermedium {Filterklasse F7) erstellt. Das Filterelement des zweiten Modulrahmens besteht aus vier Lagen 15 PPI-retikuliertem PUR-Schaum, der mit Kornkohle der Größe 0,50 - 0,71 mm imprägniert ist. Das Filterelement des in Strömungsrichtung dritten Modulrahmens besteht aus einem plissierten Aktivkohlefaservlies, das einen Faltenabstand von 6 mm und eine Faltenhöhe von 4 cm aufweist. Diese Filtereinrichtung wird durch die folgenden Größen charakterisiert:
Temperatur: 230C Volumenstrom: 3 rrr/min Druckdifferenz: 450 Pa Sofortdurchbruch: < 0,1 %
relative Feuchte: 50 % Anströmfläche: 0,027 m2 n-Butan-Adsorption: 5,5 g

Claims (8)

B/34.013/AM-ts Helsa-Werke Helmut Sandler GmbH & Co. KG., Bavreuther Straße 3-11, 95482 Gefrees Ansprüche :
1. Filtereinrichtung, bestehend aus
einem Kassettenrahmen (1),
wenigstens zwei in dem Kassettenrahmen (1) in Strömungsrichtung hintereinander angeordneten Modulrahmen (2, 2', 2''), wobei in den Modulrahmen (2, 2', 2'') jeweils ein verschieden ausgebildetes Filterelement (3, 3', 3") befestigt ist und die Modulrahmen (2, 2', 2") lösbar in dem Kassettenrahmen (1) befestigt sind und wobei die Modulrahmen (2, 2', 2'') so ausgebildet sind, daß sie untereinander austauschbar sind.
2. Filtereinrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß in dem Kassettenrahmen (1) in Strömungsrichtung wenigstens ein Modulrahmen (2), dessen Filterelement (3) als Partikelfilter ausgebildet ist, und wenigstens zwei Modulrahmen (2', 2'') angeordnet sind, deren Filterelemente (3', 3'') als unterschiedliche Adsorptionsfilter ausgebildet sind.
3. Filtereinrichtung nach Anspruch 1 oder 2, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung als letzter Modulrahmen ein Modulrahmen angeordnet ist, dessen Filterelement als Partikelfilter ausgebildet ist.
4. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Adsorptionsfilter aus auf Trägern aufgebrachten Adsorptionsteilchen mit einem Durchmesser von etwa 0, bis etwa 1 mm bestehen.
5. Filtereinrichtung nach Anspruch 4, dadurch gekennzeichnet,
daß die Träger aus retikuliertem PUR-Schaum, Honeycomb-Strukturen oder textilen Flächengebilden bestehen.
6. Filtereinrichtung nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet,
daß die Träger aus textilen Flächengebilden plissiert sind, d.h. zick-zack-förmig gefaltet.
7· Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß die Modulrahmen (2, 2', 2'') aus Textil-, Folie-, Hotmelt oder kartonartigem Material bestehen.
8. Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß ein Modulrahmen (2, 2', 2'') zwei oder mehr unterschiedliche Filterelemente (3, 3', 3'') enthält.
Filtereinrichtung nach einem der vorhergehenden Ansprüche,
dadurch gekennzeichnet, daß vor den Filterelemente (3, 3', 3'') enthaltenden Modulrahmen (2, 2', 2'') ein Modulrahmen angeordnet ist, in dem ein Diffusor oder eine Blende bzw. ein Diffusor oder eine Blende und wenigstens ein Filterelement (3, 3', 3") enthalten ist.
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