DE102012111862B4 - Abgasfiltervorrichtung - Google Patents

Abstract

Abgasfiltervorrichtung (1) zum Herausfiltern von Kontaminationsstoffen aus Abgasen, wobei die Abgasfiltervorrichtung als regendichte Standzelle ausgebildet ist, aufweisend: – eine Filtereinrichtung (9) zum Filtern der Abgase, wobei die Abgase an einer Filter-Eintrittsfläche (11) in die Filtereinrichtung eintreten, durch die Filtereinrichtung hindurchströmen, und an einer Filter-Austrittsfläche (13) aus der Filtereinrichtung austreten, und – einen Verteilungskanal (15) zum Verteilen der zu filternden Abgase entlang der Filter-Eintrittsfläche (11) und einen Sammelkanal (17) zum Sammeln der an der Filter-Austrittsfläche (13) austretenden gefilterten Abgase, – wobei der Querschnitt des Sammelkanals (17) in Strömungsrichtung der Abgase zunimmt und/oder der Querschnitt des Verteilungskanals (15) in Strömungsrichtung der Abgase abnimmt, und – eine Heizvorrichtung (25, 37) zum Beheizen der zu filternden Abgase zur Absenkung der relativen Feuchte der Abgase vor ihrem Eintritt in die Filtereinrichtung (9), wobei die Heizvorrichtung (25, 37) in dem Strömungsweg der Abgase bezüglich der Strömungsrichtung vor der Filtereinrichtung (9) angeordnet ist und von ihr über einen kompletten Strömungsquerschnitt der Abgase hinweg ein räumlich gleichmäßiger Wärmeeintrag pro Fläche generierbar ist.

Description

• Die Erfindung betrifft eine Abgasfiltervorrichtung zum Herausfiltern von Kontaminationsstoffen (z.B. Geruchsstoffen) aus Abgasen, z.B. zur Verwendung zur Geruchsneutralisierung von in der Abwassertechnik oder anderen Prozessen anfallenden Abgasen.
• Abgasfiltervorrichtungen sind bereits aus DE 198 49 998 A1 , DE 10 2007 058 790 A1 , DE 10 2008 011 186 A1 und WO 2007/054168 A1 bekannt.
• Abgasfiltervorrichtungen weisen in der Regel eine Filtereinheit auf, wobei zu filternde Abgase durch die Filtereinheit hindurchströmen und dabei gefiltert werden. Eine solche Filtereinheit kann z.B. mittels mechanischer Wirkungsweise Feststoffe aus einem Gasstrom herausfiltern. Des Weiteren kann eine solche Filtereinheit eine beträchtliche Menge von Schadgasen durch Absorption oder Adsorption binden, bis ihre diesbezügliche Kapazität erschöpft ist und es zum Durchbruch der Schadgase kommt. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass in einer Absorptionsphase mittels einer geeigneten Flüssigkeit die zu entfernende Komponente aus dem Gasstrom „gewaschen“ oder „gestrippt“ (bei Dampf statt Flüssigkeit) wird. Als ein anderes Beispiel können die Bestandteile der zu entfernenden Komponente selektiv – meist in Schüttungen aus Granulat (z.B. Molekularsiebe oder Aktivkohle) oder aber mittels Matten, auf die Adsorbens aufgetragen sind – gebunden werden. Physikalische und chemische Bindungskräfte sind dabei die bestimmenden Parameter, wobei die Effektivität der Bindungen z.B. von der Gastemperatur, der Gasfeuchte und dem Druck abhängt. Sowohl bei der Absorption als auch bei der Adsorption können, wie in DE 43 26 553 A1 oder DE 41 16 252 A1 offenbart, biologische Komponenten (z.B. Mikroorganismen) zugegeben werden oder sich bilden. Das kann im Prozess soweit führen, dass die biologischen Komponenten die bestimmenden Kräfte liefern und die physikalischen bzw. chemischen Prozesse dominieren. Die Filtereinheit kann z.B. als biologische Filtereinheit ausgebildet sein, wobei Mikroorganismen (z.B. Pilze oder Bakterien) herauszufilternde Stoffe, die in dem Abgasstrom enthalten sind, als Nährstoff verwenden – d.h. verstoffwechseln – und dabei abbauen.
• Zur Erwärmung von flüssigen Kraftstoffen ist zudem aus WO 2010/092178 A1 eine auf oder in einem zur Filtrierung der Kraftstoffe vorgesehenen Filtermedium applizierte Schicht elektrisch beheizbarer Kohlenstoffnanoröhrchen bekannt.
• Filtereinheiten weisen bekanntermaßen eine begrenzte Filterkapazität auf. Da ein Austausch der benutzten Filtereinheit gegen eine unbenutzte Filtereinheit angezeigt ist, sobald die benutzte Filtereinheit ihre Filterwirkung an einer Position verloren hat (auch wenn an anderen Positionen davon die Filterwirkung noch vorhanden ist), ist bei gleichmäßiger Verteilung der herauszufilternden Kontaminationsstoffe in den Abgasen für ein möglichst vollständiges Ausnutzen dieser Filterkapazität eine über die Filtereinheit hinweg gleichmäßige Belastung mit den Kontaminationsstoffen und eine über die Filtereinheit hinweg gleichmäßige Filteraktivität bzw. Filterrate vorteilhaft.
• Durch die Erfindung wird eine vielseitig einsetzbare und kompakt ausführbare Abgasfiltervorrichtung mit einem unkomplizierten Aufbau geschaffen, mittels derer eine effektive Ausnutzung der Filterkapazität einer Filtereinrichtung der Abgasfiltervorrichtung ermöglicht ist.
• Hierzu ist erfindungsgemäß eine Abgasfiltervorrichtung zum Herausfiltern von Kontaminationsstoffen, z.B. Geruchsstoffen, aus Abgasen vorgesehen, die eine Filtereinrichtung zum Filtern der Abgase aufweist. Das Abgas kann z.B. Abluft sein, die mit Kontaminationsstoffen in Form von Schadgasen beladen ist. Die Abgasfiltervorrichtung ist als regendichte Standzelle ausgebildet und somit für den Einsatz im Freien vorgesehen. Die Abgasfiltervorrichtung ist derart ausgebildet, dass die zu filternden Abgase an einer Filter-Eintrittsfläche der Filtereinrichtung in die Filtereinrichtung eintreten, mit einer Durchströmgeschwindigkeit durch die Filtereinrichtung hindurchströmen und dabei gefiltert bzw. gereinigt werden, und die gefilterten Abgase an einer Filter-Austrittsfläche der Filtereinrichtung aus der Filtereinrichtung austreten.
• Die Abgasfiltervorrichtung weist einen Verteilungskanal zum Verteilen der zu filternden Abgase entlang der Filter-Eintrittsfläche und einen Sammelkanal zum Sammeln der an der Filter-Austrittsfläche austretenden gefilterten Abgase auf. Der Sammelkanal ist mit einem in Strömungsrichtung der durch ihn hindurchströmenden Abgase (bzw. entlang der Längsrichtung des Sammelkanals) zunehmenden Querschnitt ausgebildet, wobei der Sammelkanal z.B. mit einer entlang seiner gesamten Länge stetig (z.B. gleichmäßig) oder auch stufenweise zunehmenden Querschnittsfläche ausgebildet sein kann. Bevorzugt ist der Sammelkanal mit einem in Strömungsrichtung entlang seiner gesamten Länge gleichmäßig derart zunehmenden Querschnitt ausgebildet, dass von den Seitenwänden des Sammelkanals entlang der Strömungsrichtung ein (konstanter) Öffnungswinkel zwischen 2° und 10° eingeschlossen wird. Alternativ oder zusätzlich ist der Verteilungskanal mit einem in Strömungsrichtung der durch ihn hindurchströmenden Abgase (bzw. entlang der Längsrichtung des Verteilungskanals) abnehmenden Querschnitt ausgebildet, wobei der Verteilungskanal z.B. mit einer entlang seiner gesamten Länge stetig (z.B. gleichmäßig) oder auch stufenweise abnehmenden Querschnittsfläche ausgebildet sein kann. Bevorzugt ist der Verteilungskanal mit einem in Strömungsrichtung entlang seiner gesamten Länge gleichmäßig derart abnehmenden Querschnitt ausgebildet, dass von den Seitenwänden des Verteilungskanals entlang der Strömungsrichtung ein (konstanter) Öffnungswinkel zwischen 2° und 10° eingeschlossen wird. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, den Verteilungskanal – bei Ausbildung des Sammelkanals mit einem in Strömungsrichtung der Abgase zunehmenden Querschnitt – mit einem konstanten oder einem in Strömungsrichtung der durch ihn hindurchströmenden Abgase zunehmenden Querschnitt auszubilden.
• Indem der Sammelkanal und/oder der Verteilungskanal mit wie oben beschrieben räumlich variierenden Querschnitten ausgebildet sind, wird (gegenüber einer Ausbildung des Sammelkanals und des Verteilungskanals mit einem räumlich konstanten Querschnitt) eine Vergleichmäßigung der über die Filter-Eintrittsfläche hinweg vorliegenden Durchströmgeschwindigkeiten (d.h. der Strömungsgeschwindigkeit, mit der die Abgase durch die Filtereinrichtung hindurchströmen) erzielt; wobei die (aus der Geometrie dieser Kanäle resultierende) Strömungscharakteristik der Abgasfiltervorrichtung derart eingestellt werden kann, dass die Abgase über die gesamte Filtereinrichtung bzw. über die gesamte Filter-Eintrittsfläche hinweg mit (im Wesentlichen) derselben Durchströmgeschwindigkeit durch die Filtereinrichtung hindurchströmen. Dadurch kann (bei gleichmäßiger Verteilung der herauszufilternden Kontaminationsstoffe in den Abgasen) eine entsprechende Vergleichmäßigung der pro Fläche der Filtereinrichtung anfallenden Menge an herauszufilternden Kontaminationsstoffen erzielt werden, sodass ein effektives Ausnutzen der Filterkapazität der Filtereinrichtung ermöglicht ist.
• Zudem erfordert eine effektive Raumausnutzung, wobei ein möglichst großer Volumenanteil der Abgasfiltervorrichtung mit Filterelementen ausgefüllt ist, bei vorgegebenem Gesamtvolumen der Abgasfiltervorrichtung eine Ausbildung des Verteilungskanals und des Sammelkanals mit einem entsprechend geringen Querschnitt, wobei aufgrund strömungstechnischer Gesetzmäßigkeiten bei Ausbildung dieser Kanäle mit einem räumlich konstanten (geringen) Querschnitt eine ungleichmäßige räumliche Geschwindigkeitsverteilung der Durchströmgeschwindigkeit über die Filter-Eintrittsfläche hinweg hervorgerufen wird, wobei an unterschiedlichen Positionen der Filtereinrichtung bzw. der Filter-Eintrittsfläche stark unterschiedliche Durchströmgeschwindigkeiten vorliegen und somit auch entsprechend unterschiedliche Mengen herauszufilternder Kontaminationsstoffen anfallen. Im Gegensatz dazu kann, indem der Sammelkanal und/oder der Verteilungskanal mit einem wie oben beschrieben variierenden Querschnitt ausgebildet sind, auch bei Ausbildung dieser Kanäle mit einer geringen Querschnittsfläche eine vergleichmäßigte Durchströmgeschwindigkeit realisiert werden, wodurch eine kompakte (d.h. platzsparende) und zugleich effektive Abgasfiltervorrichtung ermöglicht ist.
• Die räumliche Vergleichmäßigung der Durchströmgeschwindigkeit wird z.B. erzielt, indem in dem Sammelkanal mit zunehmendem Volumen der gesammelten gefilterten Abgase auch das Volumen des Sammelkanals zunimmt. Die Variation des Querschnitts des Sammelkanals und/oder des Verteilungskanals kann z.B. mittels eines in dem Strömungsweg der Abgase angeordneten Formkörpers erfolgen.
• Mittels der beschriebenen Ausgestaltungen können der Verteilungskanal und der Sammelkanal unter Einhaltung einer geringen räumlichen Variation der Durchströmgeschwindigkeit mit einem geringen Querschnitt ausgebildet sein. Gemäß einer Ausführung ist die Querschnittsfläche (z.B. der Mittelwert oder der Maximalwert der Querschnittsfläche) des Verteilungskanals und/oder die Querschnittsfläche (z.B. der Mittelwert oder der Maximalwert der Querschnittsfläche) des Sammelkanals kleiner als 5% der Filter-Eintrittsfläche. Bei dieser Ausgestaltung hat sich die Ausbildung des Sammelkanals und/oder des Verteilungskanals mit einem Öffnungswinkel von 3° als besonders vorteilhaft erwiesen. Die Abgasfiltervorrichtung kann (mittels entsprechender Ausgestaltung des Sammelkanals und/oder des Verteilungskanals) z.B. derart ausgebildet sein, dass die Durchströmgeschwindigkeiten an allen Positionen der Filter-Eintrittsfläche eine maximale Abweichung von 30%, 20% oder sogar 10% des (räumlichen, durch Mittelung über die Filter-Eintrittsfläche hinweg erhaltenen) Mittelwerts von diesem Mittelwert aufweisen.
• Die Abgasfiltervorrichtung kann ein Gehäuse mit einer Eintrittsöffnung zum Aufnehmen der zu filternden Abgase und einer Austrittsöffnung zum Abgeben der gefilterten Abgase aufweisen, wobei die Abgasfiltervorrichtung zudem einen von der Eintrittsöffnung zu der Filter-Eintrittsfläche verlaufenden Zuströmkanal zum Zuführen der zu filternden Abgase zu der Filtereinrichtung und einen von der Filter-Austrittsfläche zu der Austrittsöffnung verlaufenden Abströmkanal zum Abführen der gefilterten Abgase von der Filtereinrichtung aufweisen kann. Gemäß der vorliegend verwendeten Terminologie ist der Verteilungskanal derjenige Abschnitt des Zuströmkanals, entlang dessen die zu filternden Abgase über die Filter-Eintrittsfläche verteilt werden und in die Filtereinrichtung eintreten, wobei die Filter-Eintrittsfläche in diesem Abschnitt z.B. eine (permeable) Begrenzungsfläche des Zuströmkanals definieren oder bilden kann. Der Verteilungskanal kann ein Teilabschnitt des Zuströmkanals sein oder mit dem Zuströmkanal identisch sein. Der Sammelkanal ist derjenige Abschnitt des Abströmkanals, entlang dessen die an der Filter-Austrittsfläche austretenden, gefilterten Abgase aus der Filtereinrichtung austreten und gesammelt werden, wobei die Filter-Austrittsfläche in diesem Abschnitt z.B. eine (permeable) Begrenzungsfläche des Abströmkanals definieren oder bilden kann. Der Sammelkanal kann ein Teilabschnitt des Abströmkanals sein oder mit dem Abströmkanal identisch sein.
• Die Abgasfiltervorrichtung kann zum Fördern der Abgase durch die Filtereinrichtung hindurch eine Luftfördervorrichtung (z.B. einen Ventilator oder ein Gebläse) aufweisen. Die Luftfördervorrichtung kann z.B. an der Eintrittsöffnung des Gehäuses angeordnet sein, wodurch die Nutzung der Verlustwärme der Luftfördervorrichtung zum Erwärmen der Abgase ermöglicht ist.
• Zudem weist die Abgasfiltervorrichtung eine Heizvorrichtung zum Beheizen der zu filternden Abgase auf. Indem die Abgase mittels der Heizvorrichtung erwärmt werden, kann ohne Kondensation die relative Luftfeuchtigkeit der Abgase vor Eintreten derselben in die Filtereinrichtung gesenkt werden, wodurch z.B. ein Ablagern von Wasser bzw. Feuchtigkeit an der Filtereinrichtung wirksam unterdrückt werden kann. Durch das Absenken der relativen Luftfeuchte kann zudem bei Ausführung der Filtereinrichtung als biologische Filtereinrichtung mit Mikroorganismen die im Bereich der Mikroorganismen bzw. Mikroben vorliegende Feuchte reguliert werden. Die Heizvorrichtung kann z.B. derart ausgebildet sein, dass von ihr die zu filternden Abgase vor ihrem Eintritt in die Filtereinrichtung auf eine vorgegebene Temperatur erwärmt werden, die z.B. innerhalb des Verstoffwechselungs-Temperaturbereichs der Mikroorganismen liegt (d.h. innerhalb des Temperaturbereichs, in dem die Mikroorganismen zum Verstoffwechseln der Kontaminationsstoffe fähig sind). Alternativ oder zusätzlich kann die Heizvorrichtung derart ausgebildet sein, dass von ihr die zu filternden Abgase derart erwärmt werden, dass die resultierende (relative) Feuchte der Abgase innerhalb des Verstoffwechselungs-Feuchtebereichs der Mikroorganismen liegt (d.h. innerhalb des Feuchtebereichs, in dem die Mikroorganismen zum Verstoffwechseln der Kontaminationsstoffe fähig sind). Die Abgasfiltervorrichtung kann insbesondere ohne eine – z.B. zum Kondensieren und Abscheiden von Flüssigkeit vorgesehene – Kühlvorrichtung zum Kühlen der Abgase ausgebildet sein; wodurch z.B. ein energieintensives Wiederaufheizen der Abgase vor Eintritt in die Filtereinrichtung vermieden werden kann.
• Da bei lokal unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten das lokal von einem Teilabschnitt der Heizvorrichtung pro Zeit zu erwärmende Abgasvolumen variiert, führen unterschiedliche Strömungsgeschwindigkeiten zu Teilströmungen mit unterschiedlichen Temperaturen und somit zu entsprechenden, über die Filtereinrichtung hinweg auftretenden räumlichen Temperaturunterschieden. Indem die Strömungsgeschwindigkeit, mit der die Abgase durch die Filtereinrichtung hindurchströmen, wie oben beschrieben vergleichmäßigt ist, können daher auch über die Filtereinrichtung hinweg auftretende räumliche Temperaturunterschiede, die durch lokal unterschiedlichen Strömungsgeschwindigkeiten hervorgerufen werden, zumindest teilweise ausgeglichen werden, sodass an allen Positionen der Filtereinrichtung im Wesentlichen dieselbe Temperatur vorliegt. Da die biologische Aktivität bzw. Fressaktivität der Mikroorganismen mit der Temperatur variiert, ermöglicht eine über die Filtereinrichtung hinweg vergleichmäßigte Temperatur eine entsprechend vergleichmäßigte Fressaktivität bzw. Filteraktivität der Mikroorganismen und somit (bei gleichmäßiger Verteilung der Mikroben bzw. Mikroorganismen über die Filtereinrichtung) eine entsprechend vergleichmäßigte Filterrate, wodurch ein effektives Ausnutzen der Filterkapazität der Filtereinrichtung zusätzlich unterstützt ist. Mittels der Heizvorrichtung kann zudem sichergestellt werden, dass die Mikroorganismen unabhängig von den außerhalb der Abgasfiltervorrichtung vorliegenden Umgebungsbedingungen bzw. Außentemperaturen stets innerhalb ihres Verstoffwechselungs-Temperaturbereichs gehalten werden können, wodurch die Abgasfiltervorrichtung weitgehend unabhängig von den äußeren Umgebungsbedingungen vielseitig einsetzbar ist. Mittels der oben beschriebenen Vergleichmäßigung der Durchströmgeschwindigkeiten ist somit neben der räumlichen Vergleichmäßigung der Filterbelastung (Menge anfallender Kontaminationsstoffe pro Abschnitt der Filtereinrichtung) auch die räumliche Vergleichmäßigung der Filteraktivität (Fressaktivität der Mikroorganismen) unterstützbar.
• Die Heizvorrichtung kann eine ungeregelte Heizvorrichtung sein, d.h. eine Heizvorrichtung mit nicht variierbarer Heizleistung (z.B., wenn die Temperatur der zu filternden Abgase und/oder die Außentemperatur am Einsatzort eine hinreichend geringe Schwankung aufweisen). Die Heizvorrichtung kann jedoch auch eine regulierbare Heizvorrichtung sein, wobei die Heizleistung (z.B. anhand des Ausgabewertes eines im Strömungsweg der zu filternden Abgase positionierten Temperatursensors und/oder Feuchtesensors) variabel einstellbar ist. Die Heizvorrichtung kann auch zum unmittelbaren Beheizen der Filtereinrichtung vorgesehen sein (z.B. in direktem Kontakt zu derselben angeordnet sein).
• Die Heizvorrichtung ist in dem Strömungsweg der zu filternden Abgase, d.h. bezüglich der Strömungsrichtung vor der Filtereinrichtung, angeordnet. Somit müssen lediglich die zu filternden Abgase von der Heizvorrichtung temperiert werden (und z.B. nicht die gesamte Abgasfiltervorrichtung). Die Heizvorrichtung kann z.B. in dem Verteilungskanal angeordnet sein und kann z.B. im Kontakt zu der Filtereinrichtung stehen (in diesem Fall ist mittels der Heizvorrichtung auch ein unmittelbares Temperieren der Filtereinrichtung und somit z.B. der Mikroorganismen ermöglicht). Alternativ oder zusätzlich kann auch vorgesehen sein, ein Heizelement der Heizvorrichtung am Ausgang der Luftfördervorrichtung (bzw. am Eingang des Zuströmkanals) anzuordnen.
• Die Heizvorrichtung kann insbesondere derart angeordnet und ausgebildet sein, dass von ihr über einen kompletten Strömungsquerschnitt der Abgase hinweg – z.B. über eine vollständige Querschnittsfläche des Zuströmkanals, insbesondere des Verteilungskanals, hinweg – ein räumlich gleichmäßiger Wärmeeintrag pro Fläche generiert wird (d.h. die Heizleistung nicht lokal variiert).
• Gemäß einer Ausführungsform ist die Filtereinrichtung mit Mikroorganismen zum Abbauen bzw. Verstoffwechseln der Kontaminationsstoffe versehen (z.B. befüllt). Die Filtereinrichtung kann z.B. eine Aktivkohleschicht (z.B. in Form einer Aktivkohlematte) zum Aufnehmen der herauszufilternden Kontaminationsstoffe aufweisen, wobei die Aktivkohleschicht mit den Mikroorganismen versehen bzw. befüllt sein kann. Mittels der Aktivkohleschicht kann eine Depot- und Pufferwirkung erzielt werden, indem die herauszufilternden Kontaminationsstoffe an der Aktivkohle angelagert bzw. gespeichert werden und die Aktivkohleschicht mittels der Mikroorganismen regeneriert wird, indem die gespeicherten Kontaminationsstoffe von den Mikroorganismen abgebaut werden. Die Filtereinrichtung kann jedoch auch (z.B. mit Mikroorganismen versehene) andere Filtermaterialien bzw. Filtermatten aufweisen, z.B. zum Abbau von Schwefelwasserstoff. Die jeweiligen Filtermatten können auch mehrschichtig angeordnet sein. Durch eine entsprechende Prozessführung kann die Komponentenabtrennung aus dem Gasstrom auch gleichzeitig komplex absorptiv, adsorptiv und biologisch erfolgen.
• Gemäß einer Ausführungsform ist die Heizvorrichtung eine elektrisch betriebene Heizvorrichtung. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, die Heizvorrichtung in Form eines metallischen Heiznetzes oder in Form einer Kapillarrohrmatte auszubilden (wobei die Kapillarrohrmatte z.B. einen geschlossenen Wasserkreislauf bilden kann, wobei das Wasser des Wasserkreislaufs elektrisch temperierbar ist).
• Die Abgasfiltervorrichtung kann ferner ein in dem Strömungsweg der gefilterten Abgase, d.h. bezüglich der Strömungsrichtung nach der Filtereinrichtung (z.B. in dem Sammelkanal) angeordnetes Heizelement aufweisen, wobei dieses Heizelement analog zu der bezüglich der Strömungsrichtung vor der Filtereinrichtung angeordneten Heizvorrichtung ausgebildet sein kann. Mittels dieses der Filtereinrichtung nachgelagerten Heizelements kann die Filtereinrichtung und somit ggf. auch die Mikroorganismen zusätzlich gegen äußere Temperatureinflüsse geschützt sein.
• Gemäß einer Ausführung weist die Abgasfiltervorrichtung mindestens ein Stützgitter zum Halten der Filtereinrichtung auf, wobei die Filtereinrichtung oder zumindest ein Abschnitt der Filtereinrichtung unter Ausbildung eines Pakets lösbar an dem Stützgitter befestigt ist und das derart gebildete Paket um eine horizontal verlaufende Achse herum schwenkbar angeordnet ist. Zum Beispiel kann – insbesondere bei Ausgestaltung der Filtereinrichtung mit einem vieleckigen Horizontalquerschnitt – vorgesehen sein, die Filtereinrichtung (bzw. einen Abschnitt der Filtereinrichtung, z.B. eine Filtermatte), die Heizvorrichtung (bzw. ein Heizelement der Heizvorrichtung) und ein Stützgitter als ein Paket auszubilden, wobei dieses Paket (ggf. nach Öffnen des Gehäuses der Abgasfiltervorrichtung) um eine horizontal verlaufende, am unteren Endabschnitt des Pakets angeordnete Achse herum schwenkbar ist. Dadurch kann z.B. bei Wartungsarbeiten auf unkomplizierte Art und Weise ein Austausch der Filtereinrichtung erfolgen, indem das Paket aus einer Vertikalausrichtung in eine Horizontalausrichtung geschwenkt bzw. nach außen geklappt wird und daraufhin die Filtereinrichtung ausgewechselt wird. Es kann z.B. vorgesehen sein, dass die horizontal verlaufende Achse einerseits mit dem unteren Endabschnitt des Stützgitters und andererseits mit dem Gehäuse der Abgasfiltervorrichtung verbunden ist.
• Gemäß einer Ausführungsform ist der Verteilungskanal derart ausgebildet und angeordnet, dass die zu filternden Abgase vor ihrem Eintritt in die Filtereinrichtung in dem Verteilungskanal entlang der Filter-Eintrittsfläche strömen, d.h. die Strömungsrichtung der zu filternden Abgase (im Wesentlichen) parallel zu der Filter-Eintrittsfläche verläuft. Zum Beispiel kann der Verteilungskanal mit seiner Längsrichtung entlang (bzw. im Wesentlichen parallel zu) der Filter-Eintrittsfläche verlaufend angeordnet sein. Der Sammelkanal kann derart ausgebildet und angeordnet sein, dass die gefilterten Abgase nach ihrem Austritt aus der Filtereinrichtung in dem Sammelkanal entlang der Filter-Austrittsfläche strömen, d.h. die Strömungsrichtung der gefilterten Abgase (im Wesentlichen) parallel zu der Filter-Austrittsfläche verläuft. Zum Beispiel kann der Sammelkanal mit seiner Längsrichtung entlang (bzw. im Wesentlichen parallel zu) der Filter-Austrittsfläche verlaufend angeordnet sein.
• Gemäß dieser Ausgestaltungen kann bei einem vorgegebenen Gesamtvolumen der Abgasfiltervorrichtung eine effektive Raumausnutzung mit einer großen Filterfläche ermöglicht sein. Zum Beispiel kann vorgesehen sein, die Filtereinrichtung mit einer geschlossen umlaufenden Kontur (z.B. in Form eines Hohlzylinders) auszubilden, z.B. indem eine Aktivkohlematte zu einem Hohlzylinder zusammengerollt wird, wobei der Innenraum der Filtereinrichtung als Verteilungskanal oder Sammelkanal fungiert und an der Außenseite der Filtereinrichtung der jeweils andere Kanal anschließt.
• Gemäß einer Ausführungsform sind die Filtereinrichtung, der Verteilungskanal, der Sammelkanal und die Heizvorrichtung in einem Gehäuse angeordnet, wobei zumindest ein Teil der Außenwandung des Gehäuses oder die gesamte Außenwandung des Gehäuses eine thermische Isolierung aufweist. Indem die Abgasfiltervorrichtung nach außen hin thermisch isoliert ist, kann die Temperierung der Abgase mittels der Heizvorrichtung (im Wesentlichen) unabhängig von der Außentemperatur erfolgen, sodass die Heizvorrichtung z.B. als ungeregelte Heizvorrichtung ausgeführt sein kann. Mittels der Wärmeisolation kann zudem das Gefrieren von an der Gehäusewandung kondensierender Feuchtigkeit verhindert werden. Des Weiteren unterstützt die thermische Isolierung die Vergleichmäßigung der Temperatur der zu filternden Abgase, indem die thermische Kopplung bzw. die Wärmeverluste zur Außenumgebung hin vermindert werden.
• Die Abgasfiltervorrichtung kann zudem mittels einer strömungstechnischen Abschirmung gegen äußere Witterungseinflüsse isoliert sein. Die strömungstechnische Abschirmung kann z.B. realisiert sein, indem die Austrittsöffnung, durch welche hindurch die gefilterten Abgase aus der Abgasfiltervorrichtung entweichen, derart angeordnet (z.B. in einer derartigen Höhe) und ausgebildet (z.B. in mit einer derartigen Querschnittsfläche) ist, dass der Überdruck der gefilterten Abgase an der Austrittsöffnung größer ist als der Winddruck in Höhe der Austrittsöffnung, und somit von den durch die Austrittsöffnung austretenden Abgasen eine strömungstechnische Abschirmung der Abgasfiltervorrichtung gebildet ist.
• Das Gehäuse ist nach oben hin derart geschlossen, dass ein Eindringen von Regenwasser zuverlässig verhindert wird. Zudem kann das Gehäuse derart ausgebildet sein, dass etwaig anfallendes Kondenswasser am Außenmantel bzw. der Außenwandung des Gehäuses ablaufen kann (und z.B. durch dafür vorgesehene Öffnungen nach unten hin aus dem Gehäuse entweichen kann).
• Die Erfindung wird nachfolgend anhand von Ausführungsbeispielen mit Bezug auf die beiliegenden Figuren veranschaulicht, wobei gleiche oder ähnliche Merkmale mit gleichen Bezugszeichen versehen sind; hierbei zeigen schematisch:
• 1a eine Schnittdarstellung einer Abgasfiltervorrichtung mit einem Verteilungskanal und einem Sammelkanal mit konstantem Querschnitt,
• 1b eine Schnittdarstellung einer weiteren Abgasfiltervorrichtung mit einem Verteilungskanal und einem Sammelkanal mit konstantem Querschnitt,
• 2 eine Schnittdarstellung einer Abgasfiltervorrichtung nach einer Ausführungsform,
• 3a eine Schnittdarstellung einer Abgasfiltervorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform,
• 3b eine Schnittdarstellung einer Abgasfiltervorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform,
• 4a eine Schnittdarstellung einer Abgasfiltervorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform,
• 4b eine Schnittdarstellung einer Abgasfiltervorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform,
• 4c eine Schnittdarstellung einer Abgasfiltervorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform,
• 4d eine Schnittdarstellung einer Abgasfiltervorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform,
• 4e eine Schnittdarstellung einer Abgasfiltervorrichtung nach einer weiteren Ausführungsform,
• Die 1a und 1b veranschaulichen zu Vergleichszwecken jeweils eine Abgasfiltervorrichtung 1 mit einem Verteilungskanal und einem Sammelkanal, wobei der Verteilungskanal und der Sammelkanal jeweils einen konstanten, räumlich gleichbleibenden Querschnitt aufweisen. Die 2 bis 4e veranschaulichen jeweils unterschiedliche Ausführungsformen einer Abgasfiltervorrichtung 1 gemäß der Erfindung, wobei der Verteilungskanal und/oder der Sammelkanal mit einem räumlich variierenden Querschnitt ausgebildet sind. Die Abgasfiltervorrichtung 1 weist ein Gehäuse 3 mit einer Eintrittsöffnung 5 zum Aufnehmen zu filternder Abgase und einer Austrittsöffnung 7 zum Abgeben gefilterter Abgase auf, wobei die Austrittsöffnung 7 als Beispiel mit einem Auslassgitter versehen ist (z.B. zum Schutz gegen das Eindringen von Verunreinigungen). Die Abgasfiltervorrichtung 1 ist mittels einer entsprechenden Ausbildung des Gehäuses 3 als regendichte Standzelle ausgebildet und zur Verwendung im Freien vorgesehen; wobei das Gehäuse z.B. einen Dachabschnitt bzw. eine Dachhaube 4 aufweist, die derart ausgebildet ist, dass ein Eindringen von Regenwasser zuverlässig verhindert ist. Die Vertikalrichtung bzw. Lotrichtung verläuft entlang der z-Richtung des exemplarisch in den 1a, 2 dargestellten xz-Koordinatensystems. Die Abgasfiltervorrichtung 1 weist jeweils eine Filtereinrichtung 9 zum Herausfiltern von Kontaminationsstoffen in Form von Geruchsstoffen aus den Abgasen auf, wobei die zu reinigenden Abgase an einer Filter-Eintrittsfläche 11 der Filtereinrichtung 9 in die Filtereinrichtung 9 eintreten, durch die Filtereinrichtung 9 hindurchströmen und an einer Filter-Austrittsfläche 13 aus der Filtereinrichtung 9 austreten. Die Filtereinrichtung 9 besteht aus einer oder mehreren Aktivkohlematten, die mit Mikroorganismen zum Abbauen der Kontaminationsstoffe befüllt sind.
• Die Abgasfiltervorrichtung 1 weist einen Verteilungskanal 15 zum Verteilen der zu filternden Abgase entlang der Filter-Eintrittsfläche 11 und einen Sammelkanal 17 zum Sammeln der an der Filter-Austrittsfläche 13 austretenden gefilterten Abgase auf. Der Strömungsverlauf der Abgase ist in den Figuren schematisch mittels eines Strömungspfeils 19 veranschaulicht. Die Abgase werden mittels einer an der Eintrittsöffnung 5 angeordneten Luftfördervorrichtung 21 in Form eines Ventilators 21 in das Gehäuse 3 hinein und durch die Filtereinrichtung 9 hindurch gefördert.
• Die Aktivkohlematten 9 sind an einem Stützgitter 23 (z.B. einem Drahtgitter) befestigt, wobei das Stützgitter 23 in Strömungsrichtung hinter der Filtereinrichtung 9 angeordnet ist. Indem das Stützgitter 23 der Filtereinrichtung 9 bezüglich der Strömungsrichtung nachgeschaltet ist, wird die Filtereinrichtung 9 durch den Strömungsdruck der Abgase gegen das Stützgitter 23 gepresst und somit zuverlässig an demselben gehalten. Damit die Aktivkohlematte 9 auch im Ruhezustand der Abgasfiltervorrichtung 1 (d.h. bei abgeschaltetem Ventilator 21) sicher an dem Stützgitter 23 positioniert bleibt, ist die Aktivkohlematte 9 an dem Stützgitter 23 befestigt. Statt des nachgelagerten Stützgitters 23 oder zusätzlich dazu kann auch ein der Aktivkohlematte 9 bezüglich der Strömungsrichtung vorgelagertes Stützgitter (nicht dargestellt) vorgesehen sein, das in Strömungsrichtung vor der Aktivkohlematte 9 angeordnet ist (z.B. derart, dass die Aktivkohlematte 9 klemmend zwischen dem vorgelagerten und dem nachgelagerten Stützgitter gehalten ist).
• Die Abgasfiltervorrichtung 1 weist zudem eine Heizvorrichtung 25 zum Beheizen der zu filternden Abgase auf. Die Heizvorrichtung 25 ist in dem Strömungsweg der zu filternden Abgase bezüglich der Strömungsrichtung vor der Filtereinrichtung 9 in dem Verteilungskanal 15 angeordnet, als Beispiel an der Filter-Eintrittsfläche 11 in direktem Kontakt zu der Filtereinrichtung 9. Die Heizvorrichtung 25 ist derart ausgebildet, dass von ihr eine über ihre gesamte Fläche hinweg gleichmäßige Heizleistung bereitgestellt wird, wobei die Heizvorrichtung 25 als Beispiel die gesamte Filter-Eintrittsfläche 11 überspannt und somit ein Temperieren der in die Filtereinrichtung 9 eintretenden Abgase auf eine räumlich über die gesamte Filter-Eintrittsfläche 11 hinweg vergleichmäßigte Temperatur ermöglicht.
• Die Heizvorrichtung 25 ist als elektrische Heizvorrichtung ausgebildet, hier als Beispiel in Form eines metallischen Heiznetzes mit Heizdrähten. Es kann jedoch auch vorgesehen sein, die Heizvorrichtung 25 als Kapillarrohrmatten-Heizelement auszuführen. Alternativ oder zusätzlich können ein oder mehrere (z.B. elektrische) Heizelemente (ähnlich wie in Wäschetrocknern) an der Eintrittsöffnung 5 bzw. am Ausgangsquerschnitt des Ventilators 21 angeordnet, z.B. in dieselbe eingesetzt, sein; hierbei ist jedoch – zumindest bei alleiniger Verwendung eines solchen Heizelements – eine gute Vergleichmäßigung der Lufttemperatur erforderlich. Mittels der Heizvorrichtung 25 ist ein gleichmäßiges Beheizen des gesamten zu filternden Abgasstroms derart möglich, dass die für die Mikroben bzw. Mikroorganismen notwendigen Lebensbedingungen und Verstoffwechselungs-Bedingungen (Temperatur und relative Feuchte) eingehalten werden.
• Jeweils eine Aktivkohlematte als Abschnitt der Filtereinrichtung 9, ein Stützgitter 23 und ein Heizelement der Heizvorrichtung 25 sind als ein Paket ausgebildet, wobei dieses Paket nach Öffnen des Gehäuses 3 um eine horizontal verlaufende, am unteren Endabschnitt des Pakets angeordnete Achse (nicht dargestellt) herum schwenkbar ist, wodurch bei Wartungsarbeiten auf unkomplizierte Art und Weise ein Austausch der Filtereinrichtung 9 erfolgen kann, indem das Paket aus einer Vertikalausrichtung in eine Horizontalausrichtung geschwenkt bzw. nach außen geklappt wird und daraufhin die Filtereinrichtung 9 ausgewechselt wird.
• Gemäß den 1a bis 4e weist das Gehäuse 3 an seiner Außenwandung eine Wärmeisolation bzw. thermische Isolierschicht 27 auf. Die Wärmeisolation 27 verhindert das Gefrieren von Kondensat an der Außenwandung des Gehäuses 3 und somit die Bildung von Eis im Inneren der Abgasfiltervorrichtung 1. Die Abgasfiltervorrichtung 1 ist (mittels entsprechender Ausbildung der Luftfördervorrichtung 21 und der Wärmeisolation 27) derart ausgebildet, dass die Aktivkohlematten 9 von der Außenumgebung thermisch weitestgehend entkoppelt sind. Die Abschirmung der Filtereinrichtung 9 gegenüber den (meist zu niedrigen) Außentemperaturen erfolgt außer über die Wärmeisolation 27 auch durch eine strömungstechnische Abschirmung, indem die Austrittsöffnung 7 mit einem derartigen Austrittsquerschnitt ausgebildet ist, dass der Überdruck der Abgase an der Austrittsöffnung 7 größer ist als der Winddruck auf Höhe der Austrittsöffnung 7.
• Das Gehäuse 3 ist derart ausgebildet, dass an der Innenseite der Außenwandung des Gehäuses 3 anfallendes Kondensat mittels eines Kondensatablaufs aus dem Gehäuse 3 entweichen kann, z.B. nach unten hin abfließen und durch dafür vorgesehene Abflussöffnungen hindurch aus dem Gehäuse 3 abgeführt werden kann. Allerdings kann die Wärmeisolation 27 die Nutzung von auf das Gehäuse 3 wirkender Sonnenwärme (z.B. im Sommer) zum Erwärmen der Abgase einschränken oder verhindern, sodass auch vorgesehen sein kann, die Abgasfiltervorrichtung 1 ohne Wärmeisolation auszubilden – in diesem Fall kann die Abgasfiltervorrichtung 1 einen oder mehrere Wirbelgeneratoren (nicht dargestellt) aufweisen, mittels derer wärmere und kältere Gasanteile miteinander vermischt und so der Wärmeübergang verbessert werden kann, sodass eine gleichmäßige Temperatur innerhalb der Abgase gewährleistet werden kann.
• Die Abgasfiltervorrichtung 1 weist einen von der Eintrittsöffnung 5 zu der Filter-Eintrittsfläche 11 verlaufenden Zuströmkanal 29 zum Zuführen der zu filternden Abgase zu der Aktivkohlematte 9 und einen von der Filter-Austrittsfläche 13 zu der Austrittsöffnung 7 verlaufenden Abströmkanal 31 zum Abführen der gefilterten Abgase von der Aktivkohlematte 9 auf. Der Verteilungskanal 15 ist derjenige Abschnitt des Zuströmkanals 29, entlang dessen die zu filternden Abgase über die Filter-Eintrittsfläche 11 verteilt werden (und entlang dessen die Filter-Eintrittsfläche 11 eine Begrenzungsfläche des Zuströmkanals 29 bildet). Der Sammelkanal 17 ist derjenige Abschnitt des Abströmkanals 31, entlang dessen die an der Filter-Austrittsfläche 13 austretenden, gefilterten Abgase gesammelt werden (und entlang dessen die Filter-Austrittsfläche 13 eine Begrenzungsfläche des Abströmkanals 31 bildet). Als Beispiel ist bei der Abgasfiltervorrichtung 1 gemäß 1a der Verteilungskanal 15 mit dem Zuströmkanal 29 identisch und der Sammelkanal 17 ein Teilabschnitt des Abströmkanals 31; bei der Abgasfiltervorrichtung 1 gemäß 2 ist der Verteilungskanal 15 ein Teilabschnitt des Zuströmkanals 29 und der Sammelkanal 17 ein Teilabschnitt des Abströmkanals 31.
• Die Abgasfiltervorrichtung 1 kann in der zur z-Achse bzw. Höhenrichtung senkrechten Horizontalebene mit einem z.B. rechteckigen oder runden Querschnitt ausgebildet sein, kann z.B. rotationssymmetrisch bezüglich ihrer Höhenrichtung sein. Bei runder Bauform der Abgasfiltervorrichtung 1 können die Aktivkohlematte oder die Aktivkohlematten 9 mit ihrer langen Seite in Umfangsrichtung mit versetzten Stoßstellen verlegt sein.
• Der Verteilungskanal 15 ist derart ausgebildet, dass die zu reinigenden Abgase vor ihrem Eintritt in die Filtereinrichtung 9 jeweils entlang zumindest eines Teils der Filter-Eintrittsfläche 11 strömen, zudem ist der Sammelkanal 17 derart ausgebildet, dass die gereinigten Abgase nach ihrem Austritt aus der Filtereinrichtung 9 entlang zumindest eines Teils der Filter-Austrittsfläche 13 strömen. Mittels dieser Anordnung kann ein großer Teil des Gesamtvolumens der Abgasfiltervorrichtung 1 durch die Filterelemente bzw. Aktivkohlematten 9 ausgefüllt werden und somit eine – bezogen auf das Gesamtvolumen der Abgasfiltervorrichtung – größtmögliche aktive Filterfläche bereitgestellt werden. Die Abgasfiltervorrichtung 1 ist derart ausgebildet, dass die Austrittsgeschwindigkeit, mit der die gefilterten Abgase aus der Austrittsöffnung 7 austreten, ausreichend groß ist (jedoch nicht zu groß, da es ansonsten zu übermäßiger Geräuschentwicklung kommen kann).
• Im Folgenden wird die unterschiedliche Ausbildung des Verteilungskanals und des Sammelkanals der Abgasfiltervorrichtungen gemäß den 1a bis 4e erläutert.
• Die Abgasfiltervorrichtungen 1 gemäß den 1a und 1b sind derart ausgebildet, dass die Stromführung durch die Filtereinrichtung bzw. Aktivkohlematte 9 von innen nach außen erfolgt, wobei der Verteilungskanal 15 zwischen zwei Aktivkohlematte-Abschnitten 9 (bzw. zwischen zwei Abschnitten der Filter-Eintrittsfläche 11) und der Sammelkanal 17 zwischen der Filter-Austrittsfläche 13 und einem Abschnitt der Außenwandung bzw. Umfangswandung des Gehäuses 3 gebildet ist. Gemäß den 1a und 1b sind sowohl der Verteilungskanal 15 als auch der Sammelkanal 17 mit einem entlang der Strömungsrichtung der Abgase (bzw. entlang ihrer parallel zur z-Richtung verlaufenden Längsrichtung) konstanten Querschnitt ausgebildet. Die Abgasfiltervorrichtungen gemäß den 1a und 1b unterscheiden sich dahingehend, dass bei der Abgasfiltervorrichtung 1 nach 1a die Austrittsöffnung 7 im oberen Endabschnitt bzw. Dachbereich angeordnet ist, wohingegen gemäß 1b die Austrittsöffnung 7 im unteren Endabschnitt bzw. Bodenbereich angeordnet ist und somit bei diesen beiden Abgasfiltervorrichtungen eine unterschiedliche Strömungsführung und somit auch eine unterschiedliche Vermischung der gefilterten Abgase mit der Umgebungsluft (unter Verdünnung der Reststoffe) vorliegt. Gemäß der Abgasfiltervorrichtung 1 nach 1a kann eine größere Strömungsgeschwindigkeit ermöglicht werden, die an der Austrittsöffnung 7 austretende Fahne liegt jedoch eher auf Höhe der menschlichen Nase.
• Bei jeder der Ausführungsformen gemäß den 2 bis 4e ist die Abgasfiltervorrichtung 1 mittels der Ausbildung des Verteilungskanals 15 und/oder des Sammelkanals 17 mit einem räumlich variierenden Querschnitt derart ausgebildet, dass eine sehr gleichmäßige Geschwindigkeitsverteilung der Durchströmgeschwindigkeit (d.h. der Strömungsgeschwindigkeit, mit der die Abgase durch die Filtereinrichtung hindurchströmen) über die gesamte Fläche der Aktivkohlematte 9 bzw. über die gesamte Filter-Eintrittsfläche 11 hinweg vorliegt.
• Bei der Ausführungsform gemäß 2 ist der Verteilungskanal 15 mit einem konstanten Querschnitt ausgebildet, wohingegen der Querschnitt des Sammelkanals 17 entlang der Strömungsrichtung der durch ihn hindurchströmenden Abgase derart variiert ist, dass der Sammelkanal entlang dieser Richtung einen Öffnungswinkel von 3° aufweist.
• Insbesondere ist der Sammelkanal 17 mit einem entlang seiner gesamten Länge (in Strömungsrichtung der durch ihn hindurchströmenden Abgase) gleichmäßig zunehmenden Querschnitt ausgebildet, wobei die Variation des Querschnitts des Sammelkanals 17 mittels eines in dem Strömungsweg der Abgase angeordneten Formkörpers 33 erfolgt. Der Formkörper 33 weist in einem Vertikalschnitt (d.h. gemäß dem in 2 veranschaulichten Koordinatensystem parallel zur xz-Ebene) einen dreieckigen Querschnitt auf und kann z.B. als Pyramide, Prisma, Kegel oder Kegelstumpf ausgebildet sein. Der Formkörper 33 kann z.B. als Pyramide mit einer dreieckigen, quadratischen, rechteckigen oder allgemein vieleckigen Grundfläche ausgebildet sein; wobei die Ausbildung als Pyramide mit einer vieleckigen Grundfläche insbesondere in Fällen vorteilhaft ist, in denen die Filterelemente bzw. Aktivkohlematten 9 – z.B. aus Gewichtsgründen – unterteilt sind. Bei der Abgasfiltervorrichtung 1 gemäß 2 verläuft die Stromführung durch die Aktivkohlematte 9 hindurch von außen nach innen, wobei der Verteilungskanal 15 zwischen der Filter-Eintrittsfläche 11 und einem Abschnitt der Wandung des Gehäuses 3 gebildet ist und der Sammelkanal 17 zwischen der Filter-Austrittsfläche 13 und einer Seitenfläche des Formkörpers 33 gebildet ist. Indem der Sammelkanal 17 mit einem zunehmenden Querschnitt ausgebildet ist, wird eine Vergleichmäßigung der Durchströmgeschwindigkeit über die Fläche der Aktivkohlematte 9 hinweg erzielt. Bei der Abgasfiltervorrichtung 1 gemäß 2 weist der Ventilator 21 eine vertikale Achse auf und ist ohne Spiralgehäuse (in welchem sich Kondensat sammeln könnte) ausgeführt. Gemäß dieser Ausführung weist der Ventilator 21 ein radiales Laufrad und einen demselben nachgeschalteten beschaufelten oder unbeschaufelten Diffusor auf, wobei der beschaufelte Diffusor als Leitrad fungiert. In dem unbeschaufelten Diffusor unmittelbar stromab des Laufrades, dem als Leitrad fungierenden beschaufelten Diffusor und dem an das Leitrad anschließenden Diffusor wird die in den Ventilator 21 eintretende Strömung verzögert und vergleichmäßigt. In 2 ist zudem ein Kondensatablauf 39 veranschaulicht.
• Bei der Ausführungsform gemäß 3a ist der Verteilungskanal 15 mit einem in Strömungsrichtung der durch ihn hindurchströmenden Abgase abnehmenden Querschnitt ausgebildet, der Sammelkanal 17 mit einem entlang der Strömungsrichtung der durch ihn hindurchströmenden Abgase zunehmenden Querschnitt; wobei die Querschnittsvariation dieser beiden Kanäle realisiert ist, indem die Filtereinrichtung in Form der Aktivkohlematte 9 in einem Winkel (d.h. nicht parallel) zu der Umfangswandung des Gehäuses 3 angeordnet ist. 3b veranschaulicht eine Abgasfiltervorrichtung 1 mit einer von innen nach außen verlaufenden Strömungsführung, wobei der Sammelkanal 17 mittels eines Formkörpers 35, der in dem dargestellten Vertikalschnitt rechteckförmig ist, mit einem stufenweise zunehmenden Querschnitt ausgebildet ist.
• Die 4a bis 4e veranschaulichen weitere Möglichkeiten der Ausbildung des Sammelkanals 17 mit einem entlang der Strömungsrichtung zunehmenden Querschnitt mittels einer Ausbildung des Gehäuses 3 (4a, 4d, 4e) bzw. der Wärmeisolation 27 (4c) mit einer entsprechenden Form und/oder mittels eines in dem Strömungsweg der Abgase angeordneten Formkörpers 33 mit einer entsprechenden Form (4b); gemäß 4e ist zudem der Verteilungskanal 15 mittels eines Formkörpers 33 mit einem abnehmenden Querschnitt ausgebildet. In 4b ist zusätzlich zu der an der im Kontakt zu der Filter-Eintrittsfläche 11 angeordneten Heizvorrichtung 25 ein am Eingang des Verteilungskanals 15 angeordnetes Heizelement 37 vorgesehen. Bei den Ausführungen nach den 2 bis 4e sind der (maximale) Querschnitt des Sammelkanals und der (maximale) Querschnitt des Verteilungskanals kleiner als 5 % der Fläche der Aktivkohlematte 9 bzw. der Filter-Eintrittsfläche 11.
• Bezugszeichenliste

1

Abgasfiltervorrichtung

3

Gehäuse

4

Dachhaube / Dachabschnitt des Gehäuses

5

Eintrittsöffnung

7

Austrittsöffnung

9

mit Mikroorganismen versehene Filtereinrichtung / Aktivkohlematte

11

Filter-Eintrittsfläche

13

Filter-Austrittsfläche

15

Verteilungskanal

17

Sammelkanal

19

Strömungsverlauf

21

Luftfördervorrichtung / Ventilator

23

Stützgitter

25

Heizvorrichtung

27

thermische Isolierschicht

29

Zuströmkanal

31

Abströmkanal

33

Formkörper mit dreieckigem Querschnitt

35

Formkörper mit rechteckigem Querschnitt

37

Heizelement

39

Kondensatablauf

Claims (12)

1. Abgasfiltervorrichtung (1) zum Herausfiltern von Kontaminationsstoffen aus Abgasen, wobei die Abgasfiltervorrichtung als regendichte Standzelle ausgebildet ist, aufweisend: – eine Filtereinrichtung (9) zum Filtern der Abgase, wobei die Abgase an einer Filter-Eintrittsfläche (11) in die Filtereinrichtung eintreten, durch die Filtereinrichtung hindurchströmen, und an einer Filter-Austrittsfläche (13) aus der Filtereinrichtung austreten, und – einen Verteilungskanal (15) zum Verteilen der zu filternden Abgase entlang der Filter-Eintrittsfläche (11) und einen Sammelkanal (17) zum Sammeln der an der Filter-Austrittsfläche (13) austretenden gefilterten Abgase, – wobei der Querschnitt des Sammelkanals (17) in Strömungsrichtung der Abgase zunimmt und/oder der Querschnitt des Verteilungskanals (15) in Strömungsrichtung der Abgase abnimmt, und – eine Heizvorrichtung (25, 37) zum Beheizen der zu filternden Abgase zur Absenkung der relativen Feuchte der Abgase vor ihrem Eintritt in die Filtereinrichtung (9), wobei die Heizvorrichtung (25, 37) in dem Strömungsweg der Abgase bezüglich der Strömungsrichtung vor der Filtereinrichtung (9) angeordnet ist und von ihr über einen kompletten Strömungsquerschnitt der Abgase hinweg ein räumlich gleichmäßiger Wärmeeintrag pro Fläche generierbar ist.
2. Abgasfiltervorrichtung nach Anspruch 1, wobei die Filtereinrichtung (9) mit Mikroorganismen zum Abbauen der Kontaminationsstoffe versehen ist.
3. Abgasfiltervorrichtung nach Anspruch 2, wobei die Filtereinrichtung (9) eine Aktivkohleschicht aufweist, die mit den Mikroorganismen versehen ist.
4. Abgasfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 3, wobei die Heizvorrichtung (25, 37) eine elektrisch betriebene Heizvorrichtung ist.
5. Abgasfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 4, wobei der Verteilungskanal (15) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die Abgase vor ihrem Eintritt in die Filtereinrichtung (9) entlang der Filter-Eintrittsfläche (11) strömen und/oder der Sammelkanal (17) derart ausgebildet und angeordnet ist, dass die Abgase nach ihrem Austritt aus der Filtereinrichtung (9) entlang der Filter-Austrittsfläche (13) strömen.
6. Abgasfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 5, wobei die Variation des Querschnitts des Verteilungskanals (15) und/oder des Sammelkanals (17) mittels eines in dem Strömungsweg der Abgase angeordneten Formkörpers (33, 35) erfolgt.
7. Abgasfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 6, wobei der Mittelwert der Querschnittsfläche des Verteilungskanals (15) und/oder des Sammelkanals (17) kleiner ist als 5% der Filter-Eintrittsfläche (11).
8. Abgasfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 7, aufweisend eine Luftfördervorrichtung (21) zum Fördern der Abgase durch die Filtereinrichtung (9) hindurch.
9. Abgasfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 8, wobei die Filtereinrichtung (9), der Verteilungskanal (15), der Sammelkanal (17) und die Heizvorrichtung (25, 37) in einem Gehäuse (3) angeordnet sind, und wobei zumindest ein Teil der Außenwandung des Gehäuses (3) eine thermische Isolierung (27) aufweist.
10. Abgasfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 9, wobei die Abgasfiltervorrichtung (1) eine Austrittsöffnung (7) zum Abgeben der gefilterten Abgase aufweist, und wobei die Austrittsöffnung (7) derart angeordnet und ausgebildet ist, dass von den durch die Austrittsöffnung (7) austretenden Abgasen eine strömungstechnische Abschirmung der Abgasfiltervorrichtung (1) gebildet ist.
11. Abgasfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 10, wobei der Sammelkanal (17) und/oder der Verteilungskanal (15) mit einem Öffnungswinkel zwischen 2° und 10° ausgebildet ist.
12. Abgasfiltervorrichtung nach einem der Ansprüche 1 bis 11, wobei die Abgasfiltervorrichtung (1) ein Stützgitter (23) aufweist, zumindest ein Abschnitt der Filtereinrichtung (9) unter Ausbildung eines Pakets lösbar an dem Stützgitter (23) befestigt ist, und das Paket um eine horizontal verlaufende Achse herum schwenkbar ist.

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