DE102004034432A1 - Filter, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage und/oder ein Kraftfahrzeug-Belüftungssystem - Google Patents

Filter, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage und/oder ein Kraftfahrzeug-Belüftungssystem Download PDF

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Abstract

Die Erfindung betrifft einen Filter und/oder eine Filteranordnung, insbesondere für eine Kraftfahrzeug-Klimaanlage und/oder ein Kraftfahrzeug-Belüftungssystem, wobei der Filter von einem insbesondere durch ein Gebläse angetriebenen Luftstrom durchströmt wird und der Filter einen oder mehrere Schadstoffe in ungefährliche Stoffe umwandelt. Dabei besteht der Filter zumindest teilweise aus einem eiweißreichen Material, das mit einem katalytischen Wirkstoff beschichtet ist.

Description

  • Die Erfindung betrifft einen Filter, insbesondere für eine Kraftfahrzeug- Heiz- und/oder Klimaanlage und/oder ein Kraftfahrzeug-Belüftungssystem, gemäß dem Oberbegriff des Anspruchs 1, eine Filteranordnung gemäß Anspruch 11 und die Verwendung eines Filters und/oder einer Filteranordnung gemäß Anspruch 12.
  • Gemäß dem Stand der Technik werden in Luftreinigungssystemen für Kraftfahrzeuge zur Abscheidung von gasförmigen Schadstoffen reine Aktivkohle-Filter oder Hybrid-Filter, bestehend aus einem Partikel- und einem Aktivkohle-Filter, eingesetzt. Hierbei handelt es sich um sogenannte passive Luftreinigungssysteme. Die Aktivkohle oder andere Speichermedien absorbieren Gasmoleküle, insbesondere gasförmige Schadstoffe. Nachteilig an derartigen absorbierenden passiven Luftreinigungssystemen ist, dass nach einer gewissen Betriebszeit die Aktivkohle oder ein anderes Speichermedium so stark beladen ist, dass diese nur noch wenig oder keine Schadstoffe mehr aufnehmen kann. Es kann im Extremfall ab einem bestimmten Sättigungsgrad unter Einfluss der Umgebungsbedingungen, wie Temperatur und/oder Luftfeuchte, sogar zu einer Desorption von Schadstoffen kommen, so dass der Filter regelmäßig gewechselt werden muss, wobei die Standzeiten relativ gering sind.
  • Es ist Aufgabe der Erfindung, einen verbesserten Filter zur Verfügung zu stellen.
  • Diese Aufgabe wird gelöst durch einen Filter mit den Merkmalen des Anspruchs 1. Vorteilhafte Ausgestaltungen sind Gegenstand der Unteransprüche.
  • Erfindungsgemäß ist ein Filter, insbesondere für eine Kraftfahrzeug- Heiz- und/oder Klimaanlage und/oder ein Kraftfahrzeug-Belüftungssystem, vorgesehen, wobei der Filter von einem insbesondere durch ein Gebläse angetriebenen Luftstrom durchströmt wird und der Filter einen oder mehrere Schadstoffe in ungefährliche Stoffe umwandelt. Unter ungefährlichen Stoffen sind hier allgemein Stoffe oder zumindest Stoffkonzentrationen zu verstehen, die den menschlichen Organismus weder schädigen noch in seiner Gesundheit und Funktion nachteilig beeinflussen. Bei einem erfindungsgemäßen Filter ist bevorzugt keine zusätzliche Beheizung und/oder Bestrahlung mit UV-Licht erforderlich. Auf Grund der Umwandlung der Schadstoffe in ungefährliche Stoffe, welche insbesondere sich von selbst verflüchtigen (z.B. CO2, Wasser), erhöht sich die Standzeit deutlich.
  • Bevorzugt besteht der Filter zumindest teilweise aus einem eiweißreichen Material, das mit einem katalytischen Wirkstoff, beispielsweise Aminosäureestern und/oder Metallsalzen beschichtet und/oder imprägniert ist. Es erweist sich auch als vorteilhaft, das eiweißreiche Material als Vlies auszubilden.
  • Insbesondere baut der Filter Tabakrauch, Formaldehyd, Acetaldehy, Essigsäure, Ammoniak, Trimethylamin, Hydrogensulfid und/oder Methylmercaptan ab. Dies bewerkstelligt das Material BaKaSave(R) der Bamberger Kaliko GmbH, Bamberg, welches bisher für Rollos verwendet wird. Ferner kann insbesondere auch ein eiweißreiches Absorbervlies aus Amnos(R), der Firma Med X 5, Friedberg oder KAIRATIN (R) der Firma Doppelmayer verwendet werden, die Ozon, Stickoxide, Formaldehyd und andere Aldehyde, Schwefeldioxid und Isocyanate aufnehmen und innerhalb kürzester Zeit komplett abbauen, beispielsweise durch eine Abreaktion der Schadstoffe mit Aminosäurerester. Der Filter kann beispielsweise auch aus beschichtetem Papier bestehen und/oder Fasern aus Keratin aufweisen.
  • Der Filter ist vorzugsweise durch eine Kombination mehrerer unterschiedlicher Filter gebildet, so dass die meisten Schadstoffe aus der den Filter durchströmenden Luft entfernt werden können. Bevorzugt ist hierbei im Filter ein Aktivkohle-Filter als Zwischenspeicher angeordnet. Dieser dient insbesondere der Vergrößerung der chemischen Abbaurate, so dass Schadstoffspitzen gedämpft werden können und der eigentliche Abbau erst nach Normalisierung des Schadstoffgehalts erfolgt. Die Aktivkohle kann auch als Trägermaterial für einen Katalysator dienen.
  • Vorzugsweise erfolgen in Kombination mit dem Filter eine Photokatalyse und/oder eine plasmachemische Umsetzung. Insbesondere ist die Photokatalyse und/oder plasmachemische Umsetzung dem Filter in Luftströmungsrichtung nachfolgend angeordnet, so dass im Filter möglicherweise entstandene Zwischenprodukte, insbesondere in Folge des Schadstoffabbaus, beseitigt werden können.
  • In einer weiteren Ausgestaltung der Erfindung besteht eine Filteranordnung aus einem ersten, als Partikelfilter ausgeführten Filter und einem, diesem in Luftströmungsrichtung nachgeordneten zweiten erfindungsgemäßen Filter und/oder einem dritten, im Wesentlichen als Aktivkohlefilter ausgeführten Filter und/oder einem vierten Filter, dessen Filterwirkung im Wesentlichen auf einer photokatalytischen und/oder plasmachemischen Reaktion beruht. Die Reihenfolge der Anordnung des zweiten und des gegebenenfalls dritten und vierten Filters entlang der Luftströmungsrichtung ist beliebig, so dass diese an eine gewünschte oder geforderte Filterungscharakteristik anpassbar ist. Bei Entstehen größerer Reaktionsprodukte im zweiten und/oder dritten und/oder vierten Filter kann es sinnvoll sein der beschriebenen Filteranordnung einen weiteren Partikelfilter und/oder einen weiteren erfindungsgemäßen Filter nachzuschalten.
  • Bevorzugt erfolgt die Verwendung eines erfindungsgemäßen Filters und/oder einer Filteranordnung in einer Kraftfahrzeug- Heiz- und/oder Klima anlage und/oder einem Kraftfahrzeug-Belüftungssystem. Dabei kann der Filter und/oder die Filteranordnung sowohl für die frisch von außen zugeführte Außenluft als auch für die im Umluftbetrieb umgewälzte Umluft verwendet werden. Ebenfalls kann der erfindungsgemäße Filter und/oder die Filteranordnung in einer Atemschutzmaske verwendet werden.
  • Im Folgenden wird die Erfindung anhand von Ausführungsbeispielen, teilweise unter Bezugnahme auf die Zeichnung, im Einzelnen erläutert. In der Zeichnung zeigt:
  • 1 schematisch eine erfindungsgemäße Filteranordnung in einem Luftströmungstrakt einer Klimaanlage.
  • Gemäß einem Ausführungsbeispiel ist in einem Belüftungssystem eines Kraftfahrzeugs ein Filter angeordnet, der einen Filter mit BaKaSave(R) sowie einen Fitter mit Amnos(R) sowie einen Aktivkohle-Fitter, der als Zwischenspeicher dient, aufweist. Dem Filter in Luftströmungsrichtung gesehen nachgeschaltet ist eine Vorrichtung zur Durchführung einer Photokatalyse. Durch einen derartigen Filter lassen sich unter anderem Schadstoffe wie Tabakrauch, Formaldehyd, Acetaldehy, Essigsäure, Ammoniak, Trimethylamin, Hydrogensulfid, Methylmercaptan, Ozon, Stickoxide, Formaldehyd und andere Aldehyde, Schwefeldioxid und Isocyanate, in für den menschlichen Organismus ungefährliche oder unschädliche Stoffe, wie beispielsweise Wasser oder CO2 umwandeln. Zusätzlich kann dem Filter ein Partikelfilter beispielsweise zur Filterung fester Stoffe und/oder von Aerosolen vorgeschaltet sein.
  • In 1 ist schematisch eine erfindungsgemäße Filteranordnung in einem Luftströmungstrakt 5 im Eintrittsbereich einer Klimaanlage dargestellt. Von einem, in einem Spiralgehäuse 6 angeordneten, nicht dargestellten Gebläse wird Außenluft und/oder Umluft angesaugt und entlang der Richtungspfeile A in den Luftströmungstrakt 5 in den Eintrittsbereich einer Kraftfahrzeug-Klimaanlage befördert. In diesem Luftströmungstrakt 5 ist eine erfindungsgemäße Filteranordnung eingebaut, bestehend aus einem Partikelfilter 1, einem erfindungsgemäßen Filter 2 der zumindest teilweise aus einem eiweißreichen Material, das mit einem katalytischen Wirkstoff, beispielsweise Aminosäureestern beschichtet ist, besteht und im Folgenden kurz Proteinfilter genannt wird, einem Aktivkohlefilter 3 und einem Filter 4, dessen Filterwirkung im Wesentlichen auf einer photokatalytischen und/oder plasmachemischen Reaktion beruht. Die vom Gebläse geförderte Luft, passiert zu Beginn den Partikelfilter 1. Mittels dieses Partikelfilters 1 werden feste Bestandteile, insbesondere Schadstoffe und/oder Aerosole aus der strömenden Luft gefiltert. Im weiteren Strömungsweg tritt die Luft dann durch den Proteinfilter 2, den Aktivkohlefilter 3 und den auf einer photokatalytischen und/oder plasmachemischen Reaktion beruhenden Filter 4. In Pfeilrichtung B aus dem Filter 4 austretend, ist die Luft der weiteren Aufbereitung in der Klimaanlage mittels nicht dargestellter Wärmetauscher, wie beispielsweise einem Verdampfer und Heizkörpern zuführbar, bevor sie in den Fahrzeuginnenraum eingeleitet wird. Die Reihenfolge der Anordnung der Filter (2, 3, 4) kann je nach Anforderung an die Filterungscharakteristik beliebig verändert werden.
  • In weiteren nicht dargestellten alternativen Varianten, kann der Filteranordnung aus 1 ein weiterer Proteinfilter 2 und/oder ein Partikelfilter 1 nachgeordnet sein. Die Filteranordnung oder zumindest einzelne Filter (1, 2, 3, 4) der Filteranordnung können auch im Ansaugbereich des Gebläses eingebracht sein.

Claims (13)

  1. Filter, insbesondere für eine Kraftfahrzeug- Heiz- und/oder Klimaanlage und/oder ein Kraftfahrzeug-Belüftungssystem, wobei der Filter von einem insbesondere durch ein Gebläse angetriebenen Luftstrom durchströmt wird, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter einen oder mehrere Schadstoffe in ungefährliche Stoffe umwandelt.
  2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter zumindest teilweise aus einem eiweißreichen Material besteht, das mit einem katalytischen Wirkstoff beschichtet und/oder imprägniert ist.
  3. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter zumindest teilweise aus einem eiweißreichen Material besteht, das mit einem Wirkstoff aus Aminosäureester beschichtet ist.
  4. Filter nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter zumindest teilweise aus einem eiweißreichen Material, das mit Metallsalzen beschichtet ist, besteht.
  5. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass das eiweißreiche Material als Vlies ausgebildet ist.
  6. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter Fasern aus Keratin aufweist.
  7. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass der Filter durch eine Kombination mehrerer unterschiedlicher Filter gebildet ist.
  8. Filter nach Anspruch 7, dadurch gekennzeichnet, dass im Filter ein Aktivkohle-Filter als Zwischenspeicher angeordnet ist.
  9. Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche, dadurch gekennzeichnet, dass in Kombination mit dem Filter eine Photokatalyse und/oder eine plasmachemische Umsetzung erfolgt.
  10. Filter nach Anspruch 9, dadurch gekennzeichnet, dass die Photokatalyse und/oder plasmachemische Umsetzung dem Filter in Luftströmungsrichtung nachfolgend angeordnet ist.
  11. Filteranordnung, bestehend aus einem ersten, als Partikelfilter ausgeführten Filter und einem, diesem in Luftströmungsrichtung nachgeordneten zweiten Filter nach einem der vorhergehenden Ansprüche und/oder einem dritten, im Wesentlichen als Aktivkohlefilter ausgeführter Filter und/oder einem vierten Filter, dessen Filterwirkung im Wesentlichen auf einer photokatalytischen und/oder plasmachemischen Reaktion beruht, wobei der zweite und der gegebenenfalls dritte und der gegebenenfalls vierte Filter in beliebiger Reihenfolge zueinander entlang der Luftströmungsrichtung angeordnet sind.
  12. Verwendung eines Filters und/oder einer Filteranordnung nach einem der vorhergehenden Ansprüche in einer Kraftfahrzeug- Heiz- und/oder Klimaanlage und/oder einem Kraftfahrzeug-Belüftungssystem.
  13. Verwendung eines Filters und/oder einer Filteranordnung nach einem der Ansprüche 1 bis 11 in einer Atemschutzmaske.
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