-
Technisches Gebiet
-
Die Erfindung bezieht sich auf eine Filtereinrichtung, insbesondere zur Luftfiltration, mit einem Filterelement.
-
Stand der Technik
-
In
KR 20110004564 A wird ein Poller, der an einer Straße aufstellbar ist, beschrieben, wobei der Poller als eine Filtereinrichtung zur Filtration der Umgebungsluft ausgebildet ist. In einem Gehäuse des Pollers ist ein Filtermittel in Form von Kohlepartikeln aufgenommen, mit denen Fahrzeugabgase aus der Luft gereinigt werden sollen. In das Gehäuse des Pollers sind Einströmöffnungen eingebracht, über die die Umgebungsluft in das Innere des Pollers einströmen kann. Im Boden des Pollers befindet sich eine Wasserauslassöffnung, über die angesammeltes Wasser abgeleitet werden kann.
-
Aus
EP 3 318 672 A1 ist ein Straßenmöbel, wie beispielsweise eine Bank, bekannt, in das ein Luftfilter integriert ist, über welchen Umgebungsluft einer Filtration unterzogen wird.
-
Offenbarung der Erfindung
-
Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, mit einfachen konstruktiven Maßnahmen eine raumsparende und bei Bedarf vor Umgebungseinflüssen zu schützende Filtereinrichtung zu schaffen.
-
Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß mit den Merkmalen des Anspruches 1 gelöst. Die Unteransprüche geben zweckmäßige Weiterbildungen an.
-
Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung dient zur Filtration eines Fluids, insbesondere eines gasförmigen Fluids, vorzugsweise zur Filtration von Luft, und kann in Umgebungen eingesetzt werden, in denen die Filtereinrichtung zumindest zeitweilig erhöhten Belastungen durch äußere Einflüsse wie Witterungseinflüsse oder hohen äußeren Kräften ausgesetzt ist. Es ist insbesondere möglich, die Filtereinrichtung im Freien einzusetzen, um Umgebungsluft einer Filtration zu unterziehen. Hierbei kommt vorzugweise eine Filtration der Umgebungsluft an stark belasteten Positionen in Betracht, insbesondere an Positionen mit einer hohen Feinstaubbelastung oder eine Belastung durch sonstige gasförmige, feste oder flüssige Partikel. Es ist beispielsweise möglich, die erfindungsgemäße Filtereinrichtung am Straßenrand oder zur Absperrung von Straßen einzusetzen, beispielsweise in Pollern oder als Poller.
-
Vorteilhafterweise ist die erfindungsgemäße Filtereinrichtung zur Umgebungsluftfiltration ausgebildet, d.h. es handelt sich um eine Umgebungsluftreinigungsvorrichtung, die besonders bevorzugt dazu eingerichtet ist, im Außenraum eingesetzt zu werden.
-
Die erfindungsgemäße Filtereinrichtung umfasst zusätzlich zu dem Filterelement, an dem das zu reinigende Fluid der Filtration unterzogen wird, auch einen Aufnahmebehälter zur bedarfsweisen Aufnahme des Filterelementes. Der Aufnahmebehälter und das Filterelement können ihre Relativposition zueinander verändern, wobei in einer Filtrationsposition das Filterelement zumindest teilweise, vorzugsweise vollständig aus dem Aufnahmebehälter herausragt und in einer Aufnahmeposition das Filterelement in dem Aufnahmebehälter zumindest teilweise, vorzugweise im Wesentlichen oder vollständig aufgenommen ist. Der Aufnahmebehälter bildet somit kein Filtergehäuse für das Filterelement, sondern hat die Funktion eines Verstauungsbehälters zum Aufbewahren und Verstauen des Filterelementes, das sich in dem Aufnahmebehälter in einer Außerbetriebsposition befindet, in welcher keine Filtration im Filterelement stattfindet. Eine Filtration des Filterelementes ist nur möglich, wenn dieses teilweise oder vollständig aus dem Aufnahmebehälter hinausragt.
-
Diese Ausführung ermöglicht es, eine derartige Filtereinrichtung, die bei Bedarf gut geschützt ist, im öffentlichen oder nicht-öffentlichen Raum anzuordnen, wobei das Filterelement der Filtereinrichtung zwischen Filtrations- und Nichtgebrauchsposition im Aufnahmebehälter verstellbar ist. Es kommen verschiedene Möglichkeiten in Betracht, die Filtereinrichtung auszubilden. In einer bevorzugten Ausführung ist vorgesehen, dass die Filtereinrichtung einen versenkbaren Poller bildet, der sich auf einer Straße, am Straßenrand, an einer Einfahrt oder dergleichen befindet. Das Filterelement des Pollers wird je nach Bedarf hochgefahren oder versenkt, entsprechend befindet sich das Filterelement entweder in der Filtrationsposition oder in der Nichtgebrauchsposition. Grundsätzlich kann die erfindungsgemäße Filtereinrichtung vorteilhaft überall dort eingesetzt werden, wo wenig Platz zur Verfügung steht: Etwa im Bereich von Fluchtwegen, Bahnsteigen, Gehwegen und/oder in die Sicht von Verkehrsteilnehmern einschränkenden Bereichen, etwa Garagen- und Parkhauseinfahrten.
-
In der zurückgefahrenen Nichtgebrauchsposition ist das Filterelement geschützt im Aufnahmebehälter aufgenommen. Das Filterelement kann ggf. für längere Zeit in dem Aufnahmebehälter aufgenommen sein und kann mit dem Überführen in die Filtrationsposition bei Bedarf wieder in den Filtrationsbetrieb verstellt werden. Dies ermöglicht es, situationsangepasst das Filterelement in der Nichtgebrauchsposition im Aufnahmebehälter vor Umwelteinflüssen, insbesondere Witterungseinflüssen oder äußeren Kräften zu schützen.
-
Die Verstellung des Filterelements zwischen Filtrations- und Nichtgebrauchsposition erfolgt mithilfe einer Stelleinrichtung. Die Stelleinrichtung ist vorteilhafterweise als ein Aktuator ausgebildet, bei dessen Betätigung die Relativposition zwischen Filterelement und Aufnahmebehälter geändert wird. Beim Verstellen wird vorzugsweise das Filterelement gegenüber dem Aufnahmebehälter verstellt. Der Aufnahmebehälter kann ggf. fest und unverrückbar verankert sein, beispielsweise in den Boden eingelassen sein.
-
In einer alternativen Ausführung ist es möglich, den Aufnahmebehälter gegenüber dem feststehenden Filterelement zu verstellen, um die Überführung zwischen der Filtrations- und der Nichtgebrauchsposition durchzuführen. In noch einer weiteren Ausführung ist es möglich, dass sowohl das Filterelement als auch der Aufnahmebehälter verstellbar ausgebildet sind, wobei die Verstellbewegung entweder gleichzeitig, zeitlich aufeinander folgend oder alternativ an den Bauteilen durchgeführt wird.
-
Die Stelleinrichtung zum Verstellen des Filterelementes kann ggf. manuell betätigt werden, beispielsweise über eine Kurbel oder dergleichen. In einer vorteilhaften Ausführung ist dagegen vorgesehen, dass die Stelleinrichtung als ein Aktuator ausgebildet ist oder einen Aktuator umfasst, bei dessen Aktuierung die Stellbewegung durchgeführt wird. Der Aktuator kann zum Überführen von der Filtrations- in die Nichtgebrauchsposition und/oder umgekehrt, also von der Nichtgebrauchs- in die Filtrationsposition genutzt werden. Der Aktuator kann elektrisch, hydraulisch oder pneumatisch ausgebildet sein. Bei elektrischer Ausführung kommt beispielsweise ein Elektromotor oder ein elektromagnetischer Aktuator in Betracht. Die Ansteuerung des Aktuators erfolgt vorteilhafterweise über eine Steuereinrichtung.
-
In mechanischer Hinsicht ist die Stelleinrichtung beispielsweise als eine Teleskopeinrichtung zum translatorischen Verstellen des Filterelements und/oder des Aufnahmebehälters ausgebildet. Die Teleskopelemente der Teleskopeinrichtung sind in der Nichtgebrauchsposition ineinander gefahren und werden zum Überführen in die Filtrationsposition auseinandergeschoben. Das Verstellen der Teleskopeinrichtung erfolgt vorzugsweise über einen Aktuator, es kommen aber auch manuelle Verstellungen der Teleskopeinrichtung in Betracht.
-
Vorteilhafterweise ist die Stelleinrichtung im Aufnahmebehälter aufgenommen. Auch ein ggf. vorhandener, zusätzlicher Aktuator kann in den Aufnahmebehälter integriert sein.
-
Die Filtereinrichtung umfasst ein Lüfterrad zum Erzeugen eines Luftstroms durch das Filterelement hindurch. Das Lüfterrad wird vorzugsweise über einen Elektromotor angetrieben. In dieser Ausführung wird auf aktive Weise ein Luftstrom erzeugt, welcher durch das Filterelement hindurchströmt, wodurch die Filtrationsleistung der Filtereinrichtung signifikant erhöht werden kann.
-
In alternativer Ausführung ist es auch möglich, dass dem Lüfterrad kein Antrieb zugeordnet ist, sondern dass das Lüfterrad nur passiv mitläuft und von Druckunterschieden bzw. durch Umgebungswind angetrieben wird. Diese Ausführung hat den Vorteil, dass auf eine Antriebseinrichtung für das Lüfterrad und eine Energiequelle für die Antriebseinrichtung des Lüfterrades verzichtet werden kann.
-
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Filterelement in einem Filtergehäuse aufgenommen, das Bestandteil der Filtereinrichtung ist. Das Filtergehäuse und das darin aufgenommene Filterelement können gemeinsam relativ zum Aufnahmebehälter verstellt werden. Soweit eine Stelleinrichtung vorhanden ist, verstellt diese vorteilhafterweise das Filtergehäuse gegenüber dem Aufnahmebehälter, wobei mit dem Verstellen des Filtergehäuses auch das Filterelement zwischen Filtrations- und Nichtgebrauchsposition verstellt wird.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung sind das Filtergehäuse und das Filterelement fest miteinander verbunden und bilden eine zusammenhängende Baueinheit. Das Filtergehäuse, in das Einströmöffnungen eingebracht sind, bildet ein Schutzbauteil bzw. Schutzschild für das Filterelement und umgreift das Filterelement, so dass dieses insbesondere vor mechanischen Einwirkungen besser geschützt ist.
-
In das Filtergehäuse sind Einströmöffnungen eingebracht, über die das zu reinigende Fluid zum Filterelement im Filtergehäuse strömt. Gemäß einer vorteilhaften Ausführung befinden sich sämtliche Einströmöffnungen in der unteren Hälfte des Filtergehäuses - bezogen auf die Schwerkraftrichtung -, was den Vorteil hat, dass insbesondere in der Ausführung als Poller, welcher einen in den Boden versenkten Aufnahmebehälter umfasst, die Einströmöffnungen in der Filtrationsposition bodennah liegen und in der Nichtgebrauchsposition sicher im Aufnahmebehälter versenkt sind. Auf diese Weise kann ein unerwünschtes Einströmen von Wasser in das Filtergehäuse und das Filterelement vermieden werden. Es kann ggf. zweckmäßig sein, dass nur im unteren Viertel des Filtergehäuses Einströmöffnungen vorhanden sind.
-
Gemäß einer weiteren Ausführungsform kann vorgesehen sein, dass der Aufnahmebehälter in ein Gebäudeteil, insbesondere ein tragendes Gebäudeteil, insbesondere eine Gebäudewand und/oder ein Gebäudedach, eingelassen ist oder durch einen Hohlraum in dem Gebäudeteil gebildet wird. Dies ermöglicht es vorteilhaft, in der Nichtgebrauchsposition ein Umgebungsvolumen freizugeben und zur anderweitigen Benutzung zur Verfügung zu stellen. Ferner wird dadurch ermöglicht, dass in der Nichtgebrauchsposition keine visuellen Beeinträchtigungen von der Filtereinrichtung ausgehen, was insbesondere bei einer Anordnung an oder im Bereich von Verkehrswegen wichtig ist, da hierdurch sichergestellt werden kann, dass durch die Filtereinrichtung keine für die Verkehrssicherheit relevanten Bereiche abgedeckt werden (Vermeidung von toten Winkeln).
-
Die als Poller ausgebildete Filtereinrichtung ermöglicht eine zweifache Nutzung; neben der Filtrationsfunktion kann diese in der Filtrationsposition (ausgefahrener Zustand) eine Zufahrtskontrollfunktion ausüben. Diesbezüglich ist die Verwendung der erfindungsgemäßen Filtereinrichtung zur Zufahrtskontrolle ein weiterer Aspekt der vorliegenden Erfindung.
-
Alternativ kann eine erfindungsgemäße Verwendung derart erfolgen, dass die erfindungsgemäße Filtereinrichtung im Bereich eines zu bestimmten Tageszeiten stark frequentierten Verkehrswegs eingesetzt wird, wobei bevorzugt die Filtereinrichtung zu den stark frequentierten Tageszeiten in die Nichtgebrauchsposition überführt wird.
In einer alternativen Ausführung kann auf das Filtergehäuse verzichtet werden. In dieser Ausführung umfasst die Filtereinrichtung nur das Filterelement und den Aufnahmebehälter, wobei das Filterelement in der Filtrationsposition außerhalb des Aufnahmebehälters angeordnet und in der Nichtgebrauchsposition im Aufnahmebehälter aufgenommen ist.
-
Gemäß einer weiteren vorteilhaften Ausführung ist das Filterelement zylindrisch ausgebildet und in Radialrichtung - bezogen auf die Längsachse des Filterelements - von dem Fluid durchströmbar. Sofern ein Filtergehäuse vorhanden ist, ist auch dieses zylindrisch ausgebildet. Das Filterelement bildet einen Hohlzylinder, der in Radialrichtung insbesondere von außen nach innen von dem Fluid durchströmbar ist, so dass die Außenseite die Rohseite und die Innenseite die Reinseite bildet, aus der das gereinigte Fluid axial aus dem Filterelement abgeleitet wird.
-
Gemäß noch einer weiteren vorteilhaften Ausführung steht der Aufnahmebehälter der Filtereinrichtung unverrückbar fest und ist das Filterelement relativ zum Aufnahmebehälter verstellbar. Der Aufnahmebehälter ist beispielsweise in den Boden integriert, wobei in der Nichtgebrauchsposition das Filterelement und ggf. auch das Filtergehäuse vollständig in den Aufnahmebehälter versenkt sein können, so dass weder das Filterelement noch das Filtergehäuse in der Nichtgebrauchsposition über den Aufnahmebehälter hinausragen oder zumindest im Wesentlichen im Aufnahmebehälter aufgenommen sind.
-
Figurenliste
-
Weitere Vorteile und zweckmäßige Ausführungen sind den weiteren Ansprüchen, der Figurenbeschreibung und den Zeichnungen zu entnehmen. Es zeigen:
- 1 eine Seitenansicht einer als Poller ausgeführten Filtereinrichtung, mit einem Filterelement in einem Filtergehäuse und mit einem Aufnahmebehälter, wobei das Filtergehäuse einschließlich Filterelement in der dargestellten Filtrationsposition aus dem Aufnahmebehälter herausragen und in einer Nichtgebrauchsposition in den Aufnahmebehälter versenkbar sind,
- 2 einen Schnitt längs durch die Filtereinrichtung gemäß 1,
- 3 eine perspektivische Ansicht der Filtereinrichtung,
- 4 bis 6 Darstellungen einer Filtereinrichtung den 1 bis 3 entsprechend, wobei das Filtergehäuse nur in einem unteren Teil Einströmöffnungen aufweist und im Übrigen geschlossen ausgebildet ist,
- 7 die Filtereinrichtung der 1 bis 3 in der zurückgezogenen Nichtgebrauchsposition, in der das Filtergehäuse und das Filterelement im Aufnahmebehälter aufgenommen sind, dargestellt in Seitenansicht,
- 8 einen Schnitt durch die Filtereinrichtung in der Nichtgebrauchsposition,
- 9 eine perspektivische Ansicht der Filtereinrichtung in der Nichtgebrauchsposition.
-
In den Figuren sind gleiche Bauteile mit gleichen Bezugszeichen versehen.
-
Ausführungsform(en) der Erfindung
-
In 1 bis 3 ist eine Filtereinrichtung 1 zur Filtration von Umgebungsluft im öffentlichen Raum, beispielsweise auf Straßen oder im Nahbereich von Straßen dargestellt. Die Filtereinrichtung 1 bildet beispielhaft einen Poller, dessen Filterelement wahlweise in den Boden versenkbar oder in eine aus dem Boden herausragende Position verstellbar ist.
-
Die Filtereinrichtung 1 umfasst ein Filterelement 3, das hohlzylindrisch ausgebildet ist und das wie in 2 dargestellt radial von außen nach innen von der zu reinigenden Luft durchströmt wird. In 2 ist mit Strömungspfeilen die Durchströmungsrichtung der Luft dargestellt. Das Filterelement 3 ist von einem Schutzbauteil 2 umschlossen, das ebenfalls hohlzylindrisch ausgebildet ist und fest mit dem Filterelement 3 verbunden ist. Das Schutzbauteil 2 besteht beispielhaft aus einem Kunststoffmaterial, ggf. aus einem Metallwerkstoff, und weist eine Vielzahl von Einströmöffnungen auf, über die die Umgebungsluft radial in Richtung des innenliegenden Filterelementes 3 einströmen kann. Das Schutzbauteil 2 ist nach Art eines Filtergehäuses aufgebaut, in welchem jedoch das Filterelement 3 fest verankert ist.
-
Die Filtereinrichtung 1 umfasst außerdem einen Aufnahmebehälter 4, der hohlzylindrisch ausgeführt ist und zur Aufnahme des Filterelements 3 einschließlich des Schutzbauteils 2 in der zurückgezogenen Nichtgebrauchsposition (7 bis 9) dient. In der Filtrationsposition gemäß den 1 bis 3 ragt dagegen das Filterelement 3 aus dem Aufnahmebehälter 4 axial heraus.
-
Die Überführung zwischen der Filtrationsposition gemäß 1 bis 3 und der Nichtgebrauchsposition gemäß 7 bis 9 erfolgt mithilfe einer Stelleinrichtung 5 ( 2), die als Teleskopeinrichtung ausgebildet und beispielsweise hydraulisch, ggf. pneumatisch oder elektrisch betätigbar ist. Die Stelleinrichtung 5 ist in den Aufnahmebehälter 4 integriert und greift an der Unterseite des Schutzbauteils 2 an, so dass bei einer Betätigung der Teleskopeinrichtung 5 das Schutzbauteil 2 einschließlich Filterelement 3 axial zwischen der Filtrationsposition und der Nichtgebrauchsposition verstellt wird. In der Filtrationsposition ist das Filterelement 3 einschließlich Schutzbauteil 2 vollständig axial aus dem Aufnahmebehälter 4 herausgefahren.
-
An der oben liegenden axialen Stirnseite des Schutzbauteils 2 befindet sich ein Ausströmelement 6 mit seitlichen Ausströmöffnungen, über die die gereinigte Luft radial abströmen kann. Die gereinigte Luft aus dem Innenraum des hohlzylindrischen Filterelementes 3 wird zunächst axial nach oben geleitet und gelangt in das Ausströmelement 6 an der Stirnseite auf der dem Aufnahmebehälter 4 axial gegenüberliegenden Seite. Über die Ausströmöffnungen in der seitlichen Wand des Ausströmelementes 6 kann die gereinigte Luft radial abströmen.
-
Unmittelbar unterhalb des Ausströmelementes 6 - ggf. auch in das Ausströmelement 6 integriert oder teilweise hineinragend - befindet sich ein Lüfterrad 7, das drehbar um die Längsachse 8 der Filtereinrichtung 1 gelagert ist. Bei Drehung des Lüfterrads 7 entsteht ein Luftstrom, der die Luft gemäß den Pfeilen wie in 2 dargestellt durch das Filterelement 3 hindurch und über das Ausströmelement 6 abströmen lässt.
-
Das Lüfterrad 7 ist entweder aktiv oder passiv ausgebildet. In passiver Ausbildung weist das Lüfterrad 7 keinen Antrieb auf, sondern wird nur durch natürlich auftretende Druckunterschiede und durch Umgebungsluftströmungen angetrieben. Bei aktiver Ausbildung ist dem Lüfterrad 7 ein Antriebsmotor zugeordnet, der das Lüfterrad 7 aktiv antreibt.
-
Im Ausführungsbeispiel gemäß 1 bis 3 weist das Schutzbauteil 2 im Wesentlichen über seine gesamte axiale Länge Einströmöffnungen auf, über die die Umgebungsluft einströmen und in Richtung des Filterelements 3 strömen kann. Das Filterelement 3 weist eine geringere axiale Länge auf als das Schutzbauteil 2. Auf der unten liegenden, in der Filtrationsposition dem Aufnahmebehälter 4 zugewandten Seite befindet sich ein Hohlraum 9 im Schutzbauteil 2, der frei vom Filterelement 3 ist. Das Filterelement 3 schließt sich axial nach oben an den Hohlraum 9 an. In das Schutzbauteil 2 sind axial sowohl in Höhe des Hohlraumes 9 als auch axial darüberliegend, in Höhe des Filterelementes 3, Einströmöffnungen eingebracht.
-
Das Ausströmelement 6 schließt sich axial an das Filterelement 3 an und ist gegenüber der axialen, oben liegenden Stirnseite des Filterelementes 3 versetzt angeordnet.
-
In 4 bis 6 ist eine Ausführungsvariante einer Filtereinrichtung 1 dargestellt, die jedoch in wesentlichen Teilen mit dem ersten Ausführungsbeispiel gemäß den 1 bis 3 übereinstimmt. Unterschiedlich ist lediglich die Ausführung des Schutzbauteils 2, in welchem das Filterelement 3 fest aufgenommen ist. Das Schutzbauteil 2 weist nur in seinem unten liegenden Teil Einströmöffnungen auf, und zwar in Höhe des Hohlraumes 9, welcher sich unterhalb und sich axial abschließend an das Filterelement 3 befindet. Axial in Höhe des Filterelementes 3 sind dagegen keine Einströmöffnungen in das Schutzbauteil 2 eingebracht, so dass dieses eine feste, strömungsundurchlässige Wand nach Art eines geschlossenen Filtergehäuses bildet. Wie in 5 mit den Strömungspfeilen dargestellt, gelangt die Umgebungsluft radial über die Einströmöffnungen im unteren Teil des Schutzbauteils 2 in den Hohlraum 9 und kann von diesem axial weiter in einen Ringraum einströmen, der zwischen der Innenseite der Wand des Schutzbauteils 2 und der Außenseite des Filterelementes 3 gebildet ist. Von diesem Ringraum aus wird das Filterelement 3 radial von außen nach innen durchströmt.
-
In 7 bis 9 ist das Ausführungsbeispiel aus 1 bis 3 in der zurückgezogenen Nichtgebrauchsposition dargestellt, in der das Filterelement 3 einschließlich des umgebenden Schutzbauteils 2 in den Aufnahmebehälter 4 aufgenommen ist. Lediglich das Ausströmelement 6 ragt über die Oberseite des Aufnahmebehälters 4 hinaus.
-
ZITATE ENTHALTEN IN DER BESCHREIBUNG
-
Diese Liste der vom Anmelder aufgeführten Dokumente wurde automatisiert erzeugt und ist ausschließlich zur besseren Information des Lesers aufgenommen. Die Liste ist nicht Bestandteil der deutschen Patent- bzw. Gebrauchsmusteranmeldung. Das DPMA übernimmt keinerlei Haftung für etwaige Fehler oder Auslassungen.
-
Zitierte Patentliteratur
-
- KR 20110004564 A [0002]
- EP 3318672 A1 [0003]
