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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zum Abscheiden von Dampf und Kondensat aus einem Luftstrom, wobei der Luftstrom in einer Dunstabzugshaube durch ein poröses Filtermaterial geleitet wird.
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Bei Abluft- und Zuluftfilteranlagen enthält der durchgeleitete Luftstrom oftmals neben gasförmigen oder festen Substanzen einen nicht unerheblichen Anteil an kondensatbildenden Bestandteilen. Ein Herausfiltern dieser kondensatbildenden Bestandteile aus dem Luftstrom kann notwendig werden, um eine mögliche Geruchsbelästigung oder den unkontrollierten Niederschlag von Kondensat zu vermeiden. Beispielsweise in Reinräumen sind kontrollierte Luftbedingungen und damit eine geregelte Zufuhr aufbereiteter Frischluft zwingend notwendig. Dagegen kann die in geschlossenen Räumen entstandene Abluft Schadstoffe enthalten und/oder eine Brandgefahr im Abluftkanal herbeiführen.
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Vor allem bei der Herstellung und Verarbeitung von Lebensmitteln werden Abluftanlagen eingesetzt, um die oftmals sehr wasserdampf- und fetthaltige Abluft abzuführen. Dabei fällt insbesondere beim Einsatz in Großküchen und ähnlichen Einrichtungen eine erhebliche Menge an flüssigem Kondensat an, die kontinuierlich aus der Abluft herausgefiltert werden muß. Eine dafür verwendete Filteranlage soll nicht nur wirtschaftlich und effektiv betrieben werden können, sondern muß auch den gerade in diesen Bereichen strengen Anforderungen an die Hygiene und Sauberkeit genügen.
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Die in dem Luftstrom in Form von Dämpfen oder Aerosolen enthaltenen kondensatbildenden Bestandteile schlagen sich vorzugsweise an im Vergleich zum Luftstrom kälteren Oberflächen nieder. Die meisten Fiteranlagen beruhen deshalb auf einer kontrollierten Kondensatbildung an speziell dafür vorgesehenen und entsprechend gestalteten Oberflächen. So ist es beispielsweise bekannt, am Lufteintritt einer Abluftanlage einen mechanischen Filter, beispielsweise einen Prallabscheider anzuordnen. Die eintretende Abluft wird dabei mehrfach so stark umgelenkt, daß darin enthaltene Kondensattröpfchen auf die Oberfläche des mechanischen Filters treffen und dort abgeschieden werden.
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Je größer die ständig anfallende und abzuscheidende Kondensatmenge ist, um so schwieriger und aufwendiger wird es, das Kondensat aus der Filteranlage abzuführen und gleichbleibend gute Filtereigenschaften zu gewährleisten. Herkömmliche Filtereinrichtungen sind deshalb üblicherweise aus wasserabweisendem Material hergestellt, so daß kondensierte Flüssigkeit selbständig ablaufen kann. Die Filterwirkung beruht allein auf einer für diesen Zweck vorteilhaften Oberflächengestaltung des Filters, so daß ein Großteil des mitgeführten Kondensats aus dem durchgeleiteten Luftstrom abgeschieden wird. Um eine Sättigung des Filters beispielsweise durch Fett oder andere sich im Filter festsetzende Rückstände zu vermeiden, muß der Filter in regelmäßigen Abständen gereinigt werden.
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Ein einfacher mechanischer Filter besitzt für viele Anwendungen nicht die notwendigen Eigenschaften, um insbesondere kleine Tröpfchen und Aerosole aus dem durchgeleiteten Luftstrom ausreichend abzuscheiden. Der Luftstrom muß dann durch zusätzliche Filtereinrichtungen wie beispielsweise Faserfilter oder Oxidationsfilter wie beispielsweise Aktivkohlefilter geleitet werden, die das darin abgeschiedene Kondensat jedoch speichern und deshalb nach einiger Zeit ausgewechselt werden müssen.
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Die Druckschrift
GB 2 267 840 A betrifft einen Wärme- und Feuchtigkeitstauscher zur Patientenbeatmung. Ein wärme- und feuchtigkeitstauschendes Element aus hydrophilem Schaumstoff wird dort nicht zum Filtern des hindurch geführten Luftstroms verwendet. Der Luftstrom wird mit einem getrennt angeordneten Filterelement gefiltert.
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In der
DE 26 56 564 A1 wird eine Dunstabzugshaube beschrieben, bei der Fett und Kondensat durch eine Expansion eines abgesaugten Abluftstroms und eine dadurch erreichte Verlangsamung des Abluftstroms in einem Innenraum der Dunstabzugshaube abgeschieden wird. Des Weiteren wird der Abluftstrom durch einen auslassseitig angeordneten Aktivkohlefilter gereinigt. Ein Schaumstoff wird am Einlass der Dunstabzugshaube eingesetzt, um ein Zurücktropfen des im Innern abgeschiedenen Kondensats auf eine Kochfläche zu verhindern.
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Die Druckschrift
DE 25 30 107 A beschreibt einen Filter für Dunstabzugshauben mit einer Filtermatte aus einem synthetischen Schaumstoff, der nachträglich mit einem oberflächlich anhaftenden Emulgator versehen wird. Es kann nur eine geringe Menge des Emulgators auf der Schaumstoffmatte aufgebracht werden, so dass eine geringe Filterqualität und in regelmäßigen Abständen eine Sättigung und eine damit einhergehende Verminderung der Filterfunktion zu befürchten sind.
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Aufgabe der Erfindung ist es demzufolge, ein Verfahren der eingangs genannten Gattung so auszugestalten, daß mit einfachen Mitteln eine effektive Abscheidung von Kondensat aus einem Luftstrom erreicht wird. Auch bei einem hohen Aufkommen von abgeschiedenem Kondensat soll eine Reinigung der Filteranlage nur selten notwendig werden und ein kontinuierlicher und kostengünstiger Betrieb möglich sein.
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Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß der Luftstrom durch einen mindestens teilweise offenporigen, eine retikuläre Struktur aufweisenden hydrophilen Schaumstoff geleitet wird.
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Durch die teilweise offenen, teils geschlossenen Poren des als Filtermaterial verwendeten Schaumstoffs werden selbst kleinste Tröpfchen im durchgeleiteten Luftstrom so häufig und stark umgelenkt, daß sie mit dem hydrophilen Material in Berührung kommen. Aufgrund der wasseranziehenden Eigenschaften des hydrophilen Schaumstoffs werden die Kondenströpfchen schnell absorbiert und damit dem Luftstrom entzogen. Durch die Porenstruktur ist ein schnelles Abfließen der Kondensatflüssigkeit gegeben. Selbst bei einem mit Kondensatflüssigkeit nahezu gesättigten Schaumstoff ist ein Mitreißen von bereits auskondensierten Flüssigkeitstropfen durch den durchgeleiteten Luftstrom nahezu ausgeschlossen.
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Einer vorteilhaften Ausgestaltung des Erfindungsgedankens zufolge ist vorgesehen, daß der Luftstrom zuerst durch einen mechanischen Filter und daran anschließend durch den mindestens teilweise offenporigen, eine retikuläre Struktur aufweisenden hydrophilen Schaumstoff geleitet wird. Der mechanische Filter kann dabei sehr einfach ausgeführt und leicht zu reinigen sein, da er hauptsächlich große Kondensattropfen aus dem durchgeleiteten Luftstrom abscheiden soll. Der danach angeordnete mindestens teilweise offenporige, eine retikuläre Struktur aufweisende hydrophile Schaumstoff muß nur ein wesentlich geringeres Kondensatvolumen in Form kleiner Tröpfchen und Aerosole aus dem Luftstrom abscheiden. Da sich wegen des geringeren Kondensatvolumens weniger darin befindliche Rückstände im Schaumstoff festsetzen können, muß dieser nur wesentlich seltener gereinigt oder ausgetauscht werden.
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Die Erfindung betrifft auch eine Dunstabzugshaube mit einer Filteranlage für die Durchführung des Verfahrens. Die Filteranlage ist dadurch gekennzeichnet, daß das verwendete Filtermaterial ein mindestens teilweise offenporiger, eine retikuläre Struktur aufweisender hydrophiler, Schaumstoff ist.
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Der hydrophile Schaumstoff kann in großen Mengen kostengünstig hergestellt werden. Es ist auch möglich, bereits betriebene Filteranlagen nachträglich für die Verwendung mit diesem Filtermaterial umzurüsten.
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Der teilweise offenporige, hydrophile Schaumstoff weist eine im Wesentlichen retikuläre Struktur auf. Durch spezielle Verfahren, beispielsweise durch Wärmeveredelung, kann bei der Herstellung des Filtermaterials eine netzartige Struktur des hydrophilen Schaumstoffs erreicht werden. Durch die dadurch vorgegebene Anordnung der Poren sowie Materialoberflächen wird ein schnelles Sammeln und Abfließen der Kondensatflüssigkeit gefördert. Gleichzeitig wird durch die vorgegebene Struktur eine über große Bereiche des hydrophilen Schaumstoffs gleichbleibende Filtereigenschaft sichergestellt. Der netzartige Aufbau des hydrophilen Schaumstoffs verbessert zudem seine Stabilität, so daß er den üblicherweise auftretenden mechanischen Beanspruchungen leicht standhält.
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Vorzugsweise ist vorgesehen, daß das Filtermaterial regenerierbar ist. Weist die zu filternde Abluft einen hohen Gehalt an gelösten Feststoffen oder Fetten auf, so können sich solche Bestandteile aus der kondensierten Flüssigkeit heraus leicht in den nur schwer zugänglichen Poren des Schaumstoffs ablagern. Mit zunehmender Nutzungsdauer verstopfen immer mehr Poren, so daß die Filterwirkung des Schaumstoffs gemindert wird. Das Filtermaterial kann dann der Filteranlage entnommen und beispielsweise unter Zugabe von Reinigungsmitteln oder in einem Ultraschallbad ausgewaschen werden.
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Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen des Erfindungsgedankens sind Gegenstand weiterer Unteransprüche.
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Nachfolgend werden Ausführungsbeispiele der Erfindung näher erläutert, die in der Zeichnung dargestellt sind. Es zeigt:
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1 eine schematische Darstellung des Funktionsprinzips einer Filteranlage,
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2 eine schematische Darstellung einer Abluftfilteranlage,
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3 eine schematische Darstellung einer Zuluftfilteranlage und
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4 einen Schnitt durch eine stark vereinfacht dargestellte Dunstabzugshaube, in welcher eine einfache Filteranlage mit einem mindestens teilweise offenporigen eine retikuläre Struktur aufweisenden hydrophilen Schaumstoff als porösem Filtermaterial eingebaut ist.
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Dem in 1 dargestellten Funktionsprinzip einer Filteranlage zufolge wird der Luftstrom durch einen Kanal 1 geführt. Dabei muß der Luftstrom einen mit einem mindestens teilweise offenporigen, eine retikuläre Struktur aufweisenden hydrophilen Schaumstoff 2 ausgefüllten Bereich passieren. Die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms kann beispielsweise durch ein in der Fig. nicht dargestelltes Gebläse gesteuert werden. Die Strömungsgeschwindigkeit des Luftstroms wird zweckmäßigerweise so gewählt, daß einerseits die Luft möglichst schnell weggeführt wird, andererseits aber der Luftstrom keine Tröpfchen des sich im Filtermaterial schon abgeschiedenen Kondensats mitreißen kann.
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Durch die Verwendung von mindestens teilweise offenporigem, hydrophilem Schaumstoff 2 als poröses Filtermaterial wird die Filterwirkung wesentlich verbessert. Auch feinste Aerosole werden nahezu vollständig aus dem Luftstrom abgeschieden, so daß eine nachfolgende UV-Oxidation bzw. HS-Oxidation möglich ist.
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Die in 2 dargestellte Abluftfilteranlage zeigt einen Abluftkanal 1', der an der Seite des Lufteintritts einen mechanischen Filter 3 aufweist. Ein großer Anteil der anfallenden Kondensatmenge wird bereits durch den mechanischen Filter 3 aus der Abluft abgeschieden. Nach dem mechanischen Filter 3 ist eine Schicht von mindestens teilweise offenporigem, hydrophilen Schaumstoff 2 im Abluftkanal 1' angeordnet. Auch kleine Tröpfchen und Aerosole werden in dem hydrophilen Schaumstoff 2 effektiv aus der durchgeleiteten Abluft ausgeschieden. Die Strömungsgeschwindigkeit der Abluft durch den Abluftkanal 1' und damit durch den mechanischen Filter 3 sowie den mindestens teilweise offenporigen, eine retikuläre Struktur aufweisenden hydrophilen Schaumstoff 2 wird durch einen Ventilator 4 gesteuert, der danach im Abluftkanal 1' angebracht ist. Auf der Austrittsseite der Abluftfilteranlage befindet sich ein Aktivkohlefilter 5, mit dem noch in der Abluft mitgeführte Moleküle herausgefiltert werden.
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Sowohl der mechanische Filter 3 sowie der mindestens teilweise offenporige, eine retikuläre Struktur aufweisende hydrophile Schaumstoff 2 können regelmäßig gereinigt werden, um sich festsetzende Rückstände des Kondensats auszuwaschen. Zwischen dem mechanischen Filter 3 und dem hydrophilen Schaumstoff 2 ist eine Vorrichtung zum Auswaschen 6 beider Filtermaterialien angebracht. Eventuell mit Reinigungsmitteln versehene Flüssigkeit kann während des Betriebes der Abluftfilteranlage durch die Vorrichtung zum Auswaschen 6 im Abluftkanal 1' verteilt werden. Die Reinigungsflüssigkeit wäscht beim Ablaufen aus dem mechanischen Filter 3 und dem teilweise offenporigen, eine retikuläre Struktur aufweisenden hydrophilen Schaumstoff dort anhaftende Rückstände aus und läuft wie die abgeschiedene Kondensatflüssigkeit durch eine Austrittsöffnung 7 des Abluftkanals 1' ab.
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Die in 3 gezeigte Zuluftfilteranlage ist der in 2 dargestellten Abluftfilteranlage sehr ähnlich. Statt eines Aktivkohlefilters befindet sich eine Vorrichtung zur Temperaturregelung 8 im Zuluftkanal 1'', mit der die zugeführte Luft erwärmt oder gekühlt werden kann.
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Die in 4 dargestellte schematische Anordnung zeigt ein Dunstabzugsgehäuse 9. Das Dunstabzugsgehäuse 9 ist vorzugsweise aus Edelstahl hergestellt, um eine einfache und hygienische Reinigung zu ermöglichen. Die Abluft wird durch eine dünne Scheibe aus mindestens teilweise offenporigem, eine retikuläre Struktur aufweisenden hydrophilem Schaumstoff 2 in das Innere des Dunstabzugsgehäuses 9 gesaugt. Die Strömungsgeschwindigkeit der eingesaugten Abluft kann mittels eines Sauggebläses 10 kontrolliert werden. Die sich im hydrophilen Schaumstoff 2 niederschlagende Kondensatflüssigkeit fließt schnell im Filtermaterial ab und wird in einer gleichzeitig als Haltevorrichtung für den hydrophilen Schaumstoff 2 dienenden Sammelrinne 11 aufgefangen. Von dort aus kann die Kondensatflüssigkeit kontrolliert durch einen Abfluß 12 abgeführt werden. Zu Reinigungszwecken kann der hydrophile Schaumstoff 2 leicht entnommen werden. Aufgrund guter Filtereigenschaften eignen sich vor allem Esterschaumwerkstoffe für die Verwendung als Filtermaterial.
