BE1018169A3 - Filter voor het verbeteren van de luchtkwaliteit binnenshuis en werkwijze waarbij deze filter wordt toegepast. - Google Patents

Abstract

Filter(1) voor het verbeteren van de luchtkwalitiet binnenshuis bestaande uit een filterdoek(2) en een filterdrager(3), daardoor gekenmerkt dat deze filterdragger(3) voorzien is van minstens één bevestigingsmiddel(9,10) waarmee hij aan een verwarmingselement(13) of aan een beschermingskap(18) over een verwarmingselement(12) van de centrale verwarming kan worden aangebracht, op zodanige wijze dat de luchtstroom B C die door het betreffende verwarmingselement(12,13) wordt opgewekt verplicht is van minstens gedeeltelijk door en/of langs de filter(1) te passeren, en waarbij tussen de filter(1) en het verwarmingselement(12,13) een luchtspleet(14) gelaten wordt teneinde een vrije doorgang te bieden voor een gedeelte van de voornoemde luchtstroom.

Description

Filter voor het verbeteren van de luchtkwaliteit binnenshuis en werkwijze waarbij deze filter wordt toegepast.

De huidige uitvinding heeft betrekking op een filter voor het verbeteren van de luchtkwaliteit binnenshuis en op een werkwijze waarbij deze filter wordt toegepast.

Meer speciaal, is de uitvinding bedoeld voor het verminderen van stof en al1ergenen in de lucht binnenshuis door gebruik te maken van een filter gebaseerd op een elektrostatisch geladen filtermedium in samenwerking met minstens één verwarmingselement van een centraal verwarmingsysteem.

Heel wat mensen brengen tot 90% van hun tijd binnenshuis door en het is aangetoond dat de luchtvervuiling binnenshuis twee tot vijf keer hoger kan zijn dan in de buitenlucht.

Dit is hoofdzakelijk te wijten aan de aanwezigheid van kleine partikeltjes die meestal niet groter zijn dan 100 micron.

De kleinste daarvan, in het bijzonder deze kleiner dan 1 micron, kunnen het schadelijkst zijn voor de gezondheid. Deze kunnen namelijk tot diep in de longen doordringen en worden er spontaan niet meer uit verwijderd.

De' oorsprong van deze partikeltjes is van zeer uiteenlopende aard.

Het is algemeen bekend dat ze onder andere kunnen bestaan uit stuifmeelkorrels, stofmijten en overblijfselen ervan, huidschilfertjes, zowel van mens als huisdier, rook, sporen van gisten en schimmels, bacteriën, maar ook uit fijn stof afkomstig van de verbranding van fossiele brandstoffen buitenshuis.

Pollutie van de lucht binnenshuis wordt dan ook terecht aanzien als één van de vijf belangrijkste risicofactoren voor onze gezondheid, vooral dan wat ademhaling- en bloedsomloop problemen, astma of allergieën betreft.

Het is klassiek te proberen de luchtkwaliteit binnenshuis te verbeteren door het installeren van allerhande filtersystemen. Deze zijn meestal gebaseerd op de installatie van filters in de verluchtingskanalen of in het airconditioningsysteem zelf.

Een nadeel is dat om kleine partikels te kunnen tegenhouden er zeer fijnmazige filters moeten worden gebruikt.

Dit heeft onvermijdelijk een groot drukverlies doorheen de filter voor gevolg. Teneinde onder dergelijke omstandigheden nog een voldoende luchtverversingsdebiet te kunnen behouden, dienen de luchtverversingsinstallaties niet alleen overgedimensioneerd te zijn, ook hun operationele kost wordt daarmee ernstig de hoogte in gedreven.

De fijnmazige filters hebben ook de neiging snel dicht te slibben, hetgeen hun vervanging of reiniging soms al na verloop van enkele maanden noodzakelijk maakt.

Een verder nadeel is hun noodgedwongen inbouw in de luchtkanalen zelf, hetgeen speciale draag- en spanelementen nodig maakt, die bovendien nog altijd gemakkelijk toegankelijk moeten blijven.

Tenslotte dienen de filters zodanig sterk te worden uitgevoerd dat er geen vervorming of samenklappen kan gebeuren onder invloed van het drukverschil voor en na de filter, of van de luchtstroom zelf.

Wanneer een filter vervormt, bestaat steeds de mogelijkheid dat ongefilterde lucht erlangs kan, met verlies van efficiëntie voor gevolg.

Wanneer samenklappen zou optreden, kunnen filteronderdelen in de luchtkanalen, de controle elementen of de motorgedeelten terechtkomen met alle negatieve gevolgen van dien. Bovendien is onder dergelijke omstandigheden het verlies van efficiëntie nog meer uitgesproken.

Het is eveneens bekend filters te maken van kunststofvezels die van een elektrostatische lading zijn voorzien. Met dergelijke systemen is het mogelijk sommige zeer kleine elektrisch geladen of polariseerbare stofdeeltjes toch nog op de filter te immobiliseren die er anders probleemloos zouden doorheen gaan.

De constructieve en operationele nadelen van deze elektrostatische filters blijven echter in grote mate dezelfde als deze van de klassieke filters.

In geval de lucht binnenshuis niet wordt gefilterd en er wordt van centrale verwarming gebruik gemaakt, dan is het eveneens algemeen gekend dat de verwarmingselementen, hetzij in de vorm van radiatoren, hetzij van convectors, door afzetting en ophoping van stofpartikels gemakkelijk aanladen.

Daardoor is regelmatig kuisen onvermijdelijk wil men hun goede werking blijven garanderen.

Gezien de vorm van de verwarmingselementen en hun relatieve ontoegankelijkheid is het dikwijls moeilijk dit opgehoopte stof er opnieuw uit te verwijderen.

Ook is het bekend dat door de opwaartse luchtstroom gegenereerd door een werkend verwarmingselement van de centrale verwarming stofafzetting optreedt bijvoorbeeld tegen de wanden erboven of in de onmiddellijke omgeving, die zich dan uit onder de vorming van donkere vlekken of strepen, die steeds moeilijk, of helemaal niet meer, volledig te verwijderen zijn.

De huidige uitvinding heeft tot doel aan de voornoemde en andere nadelen een oplossing te bieden doordat zij voorziet in een filter die toelaat de luchtkwaliteit binnenshuis te verbeteren, bestaande uit een filterdoek en een filterdrager, waarbij deze filterdrager voorzien is van minstens één bevestigingsmiddel waarmee hij aan een verwarmingselement of aan een beschermkap over een verwarmingselement van de centrale verwarming kan worden aangebracht, op zodanige wijze dat de luchtstroom die door het betreffende verwarmingselement wordt opgewekt verplicht is van minstens gedeeltelijk door en /of langs de filter te passeren, en waarbij tussen de filter en het verwarmingselement een luchtspleet gelaten wordt teneinde een vrije doorgang te bieden voor een gedeelte van de voornoemde luchtstroom.

Wanneer deze filter gebruikt wordt in combinatie met bestaande verwarmingselementen van de centrale verwarming, is het op deze manier mogelijk zeer eenvoudig en met goedkope middelen de lucht te filteren, waardoor het niet meer nodig is om een bijkomende installatie van motoren, luchtkanalen, filterhouders, controle elementen en dergelijke te voorzien.

De luchtverplaatsing teweeggebracht door de verwarmingselementen van de centrale verwarming volstaat namelijk om de fijne partikels die in de lucht binnenshuis aanwezig zijn doorheen en /of langs de filter te voeren en ze, zonder beroep te moeten doen op bijkomende vormen van energie, er verder in vast te houden.

Inderdaad, bepaalde partikels zullen in de luchtstroom die door de filter gaat mechanisch worden tegengehouden doordat ze groter zijn dan de openingen in het f iltermedium, terwijl andere, meestal kleinere partikels, daarentegen door de elektrostatische aantrekkingskracht in de filter zullen worden vastgehouden.

Het principe is dat op deze manier de lucht in de kamer continu gefilterd wordt, waardoor, niettegenstaande er misschien slechts een beperkte luchtstroom wordt opgewekt door het verwarmingselement, er na verloop van tijd toch een efficiënte filtering van de lucht binnenshuis plaatsvindt.

Een positionering van de filter in de luchtstroom onderaan een verwarmingselement van de centrale verwarming, bijvoorbeeld door hem te bevestigen op een beschermkap over een radiator, voorkomt eveneens afzetting van stof in deze laatste, aangezien in dit geval reeds gefilterde lucht door de opgewekte luchtstroom wordt meegevoerd.

Bovendien werkt een dergelijke filter volledig geruisloos en behoeft het geen onderhoud of nazicht.

Het ontbreken van alle bewegende delen en de eenvoudige uitvoering laten bovendien toe, zowel de installatie-, als werkingskosten zeer laag te houden.

Bij voorkeur bestaat de filter uit een vlakke plaat waarin naast mekaar verschillende rechthoekige of vierkante perforaties zijn aangebracht, zodat een rastervormige draagstructuur wordt gevormd.

Op deze draagstructuur wordt, in een voorkeurdragende uitvoering, een filterdoek aangebracht, bijvoorbeeld door gebruik te maken van Velcro® klittenband.

Het filterdoek zelf is bij voorkeur opgebouwd uit een kunststofvlies, vervaardigd uit een elektrisch niet geleidende kunststof, bijvoorbeeld uit polypropyleen. Dit laatste heeft een zodanige samenstelling en is zodanig op de filterhouder bevestigd dat het elektrostatisch kan worden opgeladen. Door deze lading worden kleine stofdeeltjes aangetrokken en geïmmobiliseerd die anders ongehinderd door het vlies zouden passeren.

Teneinde het filterdoek ook mechanisch te ondersteunen in de uitgespaarde perforaties wordt het aan de onderzijde voorzien van een versterkend, grofmazig, maar zeer fijn kunststofnet, dat op regelmatige afstanden, bijvoorbeeld door middel van enkele puntlassen, met het filterdoek vast is verbonden.

De filterdrager waarop het filterdoek is bevestigd, is voorzien van een opstaande rand, die in de meest voorkeurdragende uitvoeringsvorm, een hoek maakt met het vlak van het filterdoek, welke hoek bij voorkeur 105° insluit.

Bovendien worden aan de beide uiteinden van de opstaande rand twee magneetjes aangebracht.

Deze laten toe de filter volgens de uitvinding op eenvoudige wijze en zonder verdere ingreep in een gewenste positie, bijvoorbeeld onderaan, aan een beschermkap over een verwarmingselement van de centrale verwarming van het type radiator te bevestigen, of nog binnenin de behuizing van een convector, waarbij, door de voornoemde hoek, de filter van het verwarmingselement wordt weggericht en aldus een spleet ontstaat die vrije doorgang biedt aan een gedeelte van de door het verwarmingselement opgewekte luchtstroom.

Deze positie en ook de hoek tussen opstaande rand en de filter zijn zodanig gekozen dat door het schouweffect, veroorzaakt door het centrale verwarmingselement, de luchtstroom van de op te warmen binnenlucht minstens gedeeltelijk over en door de filter wordt gevoerd.

Op deze wijze bekomt men zonder bijkomende energietoevoer of bewegende onderdelen, een gestage en geruisloze filtratie van de lucht binnenshuis.

Tevens voorziet de uitvinding in een werkwijze waarbij een filter wordt toegepast die in de luchtstroming doorheen een verwarmingselement wordt geplaatst, op zodanige manier dat de luchtstroming deels door en /of langs de filter plaatsvindt.

Hierbij wordt in een voorkeurdragende uitvoeringsvorm deze filter aan de onderkant van een beschermkap over verwarmingselement van de centrale verwarming aangebracht, bijvoorbeeld in het geval van een radiator, of nog binnenin de behuizing van bijvoorbeeld een convector, en worden verschillende filters naast elkaar geïnstalleerd.

Met het inzicht de kenmerken van de uitvinding beter aan te tonen, is hierna, als voorbeeld zonder enig beperkend karakter, een voorkeurdragende uitvoeringsvorm beschreven van een filter volgens de uitvinding, met verwijzing naar de bijgaande tekeningen, waarin: figuur 1 schematisch en in perspectief een filter volgens de uitvinding weergeeft; figuur 2 een doorsnede weergeeft volgens de lijn II-II van de figuur 1; figuur 3 een zij zicht weergeeft van een filter volgens figuur 1 geïnstalleerd op een verwarmingselement van een centrale verwarming, in dit geval op de beschermkap over een radiator; figuur 4 schematisch en in perspectief een zicht weergeeft van een filter volgens figuur 1 geïnstalleerd binnenin de behuizing van een verwarmingselement van een ander type.

In figuur 1 is schematisch en in perspectief een filter 1 volgens de uitvinding weergegeven, bestaande uit een filterdrager 3 en een daarop aangebracht filterdoek 2.

De filterdrager 3 bestaat in dit geval uit een vlak gedeelte waarop de voornoemde filterdoek 2 is aangebracht en een opstaande rand 6 die met het voornoemde vlak gedeelte een hoek A insluit die bij voorkeur 105° bedraagt.

Het vlak gedeelte is in het weergegeven voorbeeld voorzien van rechthoekige uitsparingen 11, die gevormd worden doordat het vlak gedeelte is uitgevoerd als een kader waarvan twee overstaande zijden met elkaar verbonden zijn door dwarsverbindingen.

Dergelijke drager kan bijvoorbeeld worden verwezenlijkt uit een rechthoekige plaat waarin de voornoemde rechthoekige uitsparingen 11 uitgestanst zijn, en waarin evenwijdig met een vrije rand een stanslijn 7 is aangebracht waarlangs de plaat over de voornoemde hoek A is omgeplooid.

Over deze uitsparingen 11 is een filterdoek 2 aangebracht bestaande uit een vlies, dat, zoals meer in detail weegegeven in de doorsnede van figuur 2, door een fijne netvormige draagstructuur 4 wordt ondersteund.

De opbouw van een dergelijk filterdoek 2 is bijvoorbeeld beschreven en gekend onder de naam van Filtrete ® van het merk 3M ®.

Het filterdoek 2 is bijvoorbeeld door middel van een klittenband 5 op de filterdrager 3 bevestigd, alhoewel andere bevestigingstechnieken,. door inklemmen of dergelijke, niet zijn uitgesloten.

Aan de opstaande rand 6 zijn twee magneetjes aangebracht 9,10 waarmee de filter 1 op een verwarmingselement, of een beschermkap over een verwarmingselement, van de centrale verwarming kan worden vastgehecht en gepositioneerd.

Het gebruik van een filter volgens de uitvinding is zeer eenvoudig en is geïllustreerd aan de hand van de figuur 3 die in dwarsdoorsnede een klassiek verwarmingselement onder de vorm van een radiator weergeeft en die voorzien is van een beschermkap. Aan de onderzijde van deze laatste zijn een aantal naast elkaar geplaatste filters aangebracht die door middel van magneten worden vastgehouden op een zodanig manier dat iedere filter een hoek A insluit met de onderzijde van het verwarmingselement waardoor er een luchtspleet 14 ontstaat tussen de filter 1 en het verwarmingselement 12.

De werking van de filter 1 is zeer eenvoudig en als volgt: wanneer de centrale verwarming is ingeschakeld, ontstaat een luchtstroom door het schouweffect en de opstijgende warme lucht die in figuren 3 en 4 schematisch is weergegeven door de pijlen B en C, waarbij de luchtstroom van onder naar boven is gericht. Deze opstijgende lucht zal gedeeltelijk door de filter 1 passeren en gedeeltelijk ook via de luchtspleet 14 langsheen de filter 1 stromen.

De luchtcirculatie door een werkend verwarmingelement van de centrale verwarming is namelijk aanzienlijk: de warmte afgifte door convectie wordt bij een typische radiator geschat op 60-65% van het totaal, en bij een convector op ongeveer 90%.

Hierbij worden de kleine partikels tegengehouden, enerzijds door het filtrerend effect van het filterdoek 2, en anderzijds door de elektrostatische lading die erop is aangebracht.

Dankzij de luchtspieet 14 en de luchtige uitvoering van het filterdoek 2 ondervindt de luchtstroming doorheen een verwarmingselement gelijk een radiator of convector weinig of geen weerstand, zelfs niet in het geval de filter 1 door langdurig gebruik verzadigd zou zijn en dus geen of weinig luchtstroming meer zou doorlaten.

Zelfs in dit laatste geval blijft er nog steeds een filtering optreden van de lucht die er gestadig overheen passeert dankzij het elektrostatisch effect van de filter 1.

In figuur 4 is een filter 1 van figuur 1 toegepast, dit maal op een ander type van verwarmingselement, namelijk van het type convector, welke in hoofdzaak bestaat uit een warmtewisselaar gevormd door een reeks lamellen 15 die over een verwarmingsbuis 16 zijn geschoven, en die zelf is aangebracht in een behuizing 17 die bovenaan en onderaan open is.

In dit geval zijn de filters 1 volgens de uitvinding met hun magneten 9,10 langs binnen vastgekleefd op de achterzijde van de behuizing 17, daarbij een luchtspleet 14 latend voor de luchtstroming B C die bij het gebruik van de convector 13 ontstaat.

Het gebruik en de werking zijn verder identiek als beschreven in de voorgaande figuur 3 .

We merken op dat de filters 1 niet noodzakelijk aan mekaar moeten aansluiten.

Deze filters werken continu, zonder geluidsoverlast, zonder bewegende delen of toevoer van bijkomende energie, tenminste in het geval geen ventilator wordt gebruikt.

Alleszins is het zo dat buiten de reeds aanwezige elementen van de centrale verwarming geen extra element nodig is om een luchtstroom op te wekken.

Aangezien de filters 1 met magneetjes 9,10 bijvoorbeeld zijn vastgekleefd op een beschermkap over een radiator 12, of binnenin de behuizing van een convector zoals bij het verwarmingselement 13, is geen speciale ophanging of bevestiging nodig, en kunnen zij gemakkelijk worden afgenomen, bijvoorbeeld voor het vervangen of reinigen van het filterdoek 2, en eventueel worden uitgewisseld.

Doordat het drukverschil voor en na de filter zeer klein is kunnen deze filters zeer eenvoudig en goedkoop worden uitgevoerd.

De huidige uitvinding is geenszins beperkt tot de als voorbeeld beschreven en in de figuren weergegeven uitvoeringsvorm(en) en werkwijze, doch dergelijke filters en werkwijzen kunnen volgens verschillende varianten worden verwezenlijkt of uitgevoerd zonder buiten het kader van de uitvinding te treden.

Claims (14)

1. Filter (1) voor het verbeteren van de luchtkwaliteit binnenshuis bestaande uit een filterdoek (2) en een filterdrager (3), daardoor gekenmerkt dat deze filterdrager (3) voorzien is van minstens één bevestigingsmiddel (9,10) waarmee hij aan een verwarmingselement (13) of aan een beschermingskap (18) over een verwarmingselement (12) van de centrale verwarming kan worden aangebracht, op zodanige wijze dat de luchtstroom B C die door het betreffende verwarmingselement (12,13) wordt opgewekt verplicht is van minstens gedeeltelijk door en/ of langs de filter (1) te passeren, en waarbij tussen de filter (1) en het verwarmingselement (12,13) een luchtspleet (14) gelaten wordt teneinde een vrije doorgang te bieden voor een gedeelte van de voornoemde luchtstroom.

2. Filter volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat het filterdoek (2) uit een materiaal bestaat dat elektrostatisch opgeladen is.

3. Filter volgens conclusie 2, daardoor gekenmerkt dat het filterdoek (2) minstens langs één kant van een draagstructuur (4) is voorzien.

4. Filter volgens conclusie 3, daardoor gekenmerkt dat deze draagstructuur (4) uit een kunststofnet bestaat.

5. Filter volgens één van de conclusies 3 of 4, daardoor gekenmerkt dat deze draagstructuur (4) minstens plaatselijk met het filterdoek (2) is verbonden.

6. Filter volgens één van de conclusies 1-5, daardoor gekenmerkt dat het filterdoek (2) op de filterdrager (3) is aangebracht bij middel van een klittenband (5).

7. Filter volgens conclusie 1, daardoor gekenmerkt dat de filterdrager (3) uit een vlak gedeelte bestaat en uit een opstaande rand (6) waarmee de filter (1) kan worden bevestigd onder een hoek.

8. Filter volgens conclusie 7, daardoor gekenmerkt dat de filterdrager (3) met de opstaande rand (6) een hoek (A) van 100° tot 110° insluit.

9. Filter volgens conclusie 8, daardoor gekenmerkt dat de hoek A gevormd tussen de filterdrager (3) en de opstaande rand (6) 105° insluit.

10. Filter volgens één van de conclusies 7-9, daardoor gekenmerkt dat de opstaande rand (6) minstens één bevestigingselement (9,10) bevat bij voorkeur in de vorm van een permanente magneet.

11. Werkwijze voor het verbeteren van de luchtkwaliteit binnenshuis, daardoor gekenmerkt dat een filter (1) wordt toegepast die in de luchtstroming B C doorheen een verwarmingselement (12,13) wordt geplaatst, op zodanige manier dat de luchtstroming B C deels door en/of langs de filter (1) plaatsvindt.

12. Werkwijze volgens conclusie 11, daardoor gekenmerkt dat de filter (1) aan de onderkant van een verwarmingselement (12) wordt aangebracht bijvoorkeur langs binnen bevestigd op een beschermkast die over een radiator is aangebracht.

13. Werkwijze volgens conclusie 11 , daardoor gekenmerkt dat de filter (1) binnenin de behuizing (17) van een verwarmingelement (13) wordt aangebracht, bijvoorbeeld aan de binnenkant van een convector (13).

14. Werkwijze volgens één de conclusies 11-13, daardoor gekenmerkt dat verschillende filters (1) naast elkaar worden aangebracht.