DE202015007148U1

DE202015007148U1 - Punktuelle Filtervorrichtung für Luftreinhaltung in urbanen Bereichen

Info

Publication number: DE202015007148U1
Application number: DE202015007148.1U
Authority: DE
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2015-10-14
Filing date: 2015-10-14
Publication date: 2017-01-19
Anticipated expiration: 2025-10-15

Abstract

Filtervorrichtung zur Aufnahme von Luftschadstoffen wie Feinstäube, Stickoxide, Geruchsstoffe und andere Verunreinigungen der Umgebungsluft, die in Innenstädten durch Verkehr auf Straßen, Schienen in Parkgebäuden oder unterirdischen Kanälen entstehen dadurch gekennzeichnet, dass mittels Ventilatoren kontaminierte Luft aus dicht besiedelten Innenstädten abgesaugt und über Kanalsysteme in die punktuelle, oberirdische Filterkonstruktion geblasen und dort gereinigt wird.

Description

Einleitung
Die Erfindung betrifft ein Filtermodul, das punktuell Luftschadstoffe wie z. B. Stickoxide, Feinstäube aber auch Geruchsstoffe, welche aus der Umgebungsluft an anderer Stelle abgezogen werden, filtert, unschädlich macht oder umwandelt. Erfindungsgemäß gelangt die kontaminierte Luft von Verkehrsbereichen in urbanen Siedlungen durch aktive Luftbewegungen wie z. B. durch Ventilatoren in unterirdischen Leitsystemen wie z. B. Kanalisationsbauwerke, Abwasserleitungen aber auch Tunnels, Brunnen oder U-Bahntrassen in das vorgesehene Filtermodul, das aus Gründen der photokatalytischen Umwandlung von NOx, vorzugsweise oberirdisch an gut besonnten Stellen errichtet ist, wo mehr Platz besteht als an dem Ort, wo die Luft abgezogen wird.
Stand der Technik und Problemstellung
Die gesetzlichen Vorgaben zur Luftreinhaltung in urbanen Bereichen gründen auf der von der Weltgesundheitsorganisation (WHO) festgelegten Gefährdungsklasse von Stoffen für die menschliche Gesundheit. Weltweit wird nach technischen sowie politischen Lösungen gesucht, die Verunreinigung der Umgebungsluft in dicht besiedelten Räumen auf ein im Minimum festgelegtes Maß zu reduzieren. Die Ursache für dieses Problem ist die enge Verknüpfung von hoher Siedlungsdichte in Metropolen, einhergehend mit einer hohen Anzahl von Menschen einerseits, und andererseits die stets wachsende Mobilität großer Teile der Bevölkerung. Die von Verbrennungsmotoren und dem Kraftverkehr ausgehenden Schadstoffe entstehen also
meist in der unmittelbaren Nähe von Wohnsiedlungen, so dass eine natürliche Reinigung der Luft wie z. B. durch Wälder oder Wiesen nicht gegeben ist. Nach dem neuesten Stand der Wissenschaft und Technik ist es unumstritten, das nur ein Bündel von geeigneten Maßnahmen dieses Problem beheben und die Gesundheit von Menschen für die Zukunft gewährleisten kann.
Als geeignete Maßnahmen können hier die photokatalytischen Fassadenfarben der Firma STO GmbH & CO Kg oder die Lärmschutzwände der Firma LARIX Lärmschutz GmbH, die Feinstäube binden und NOx abbauen können und die Einbringung von offenpoorigem Asphalt, der ebenfalls mit dem photoaktiven Titandioxid (TIO2) (Anatas) beschichtet ist.
Als politisches Instrumentarium ist die Einrichtung verschiedener Fahrverbotszonen, bekannt als „Umweltzonen”, zu nennen. Hieraus ergibt sich natürlich ein äußerst negativer Strukturwandel in den Innenstädten bezüglich des Einzelhandels.
Das Problem aller genannten Maßnahmen ist die geringe Effektivität oder der für technische Lösungen fehlende Platz in dichtbesiedelten Metropolen.
Aufgabe der Erfindung und Lösung
Aufgabe der Erfindung ist es daher, eine technische Lösung anzubieten, deren Platzanspruch gegen Null geht und die kontaminierte Luftmengen direkt an der Quelle, nämlich an Straßen wo die Luftschadstoffkonzentration am höchsten ist, aufzunehmen und abtransportieren kann. Dort, wo in Innenstädten als technische Lösung nur die Beschichtung vorhandener Objekte (Gebäudefassaden, Straßen, Gehwege) mit TIO2 aus Platzgründen möglich ist, bietet die vorliegende Erfindung ein weiteres Mosaiksteinchen der Maßnahmen zur Luftreinhaltung.
Die Aufgabe wird gelöst, in dem in den unter der Innenstadt liegenden Leitsystemen wie z. B. Kanalisation, Oberflächenabwasserrohren, U-Bahntrassen oder Tunnels durch große Ventilatoren Unterdruck erzeugt wird, um durch in den Innenstädten auf Straßen liegende Öffnungen (Kanaldeckel, Gullideckel, Eingänge zu U-Bahnschächten usw.) so viel als möglich kontaminierte Luft anzusaugen um diese an anderer Stelle, wo mehr Platz vorhanden ist, durch oberirdische Filtertürme zu reinigen um sie anschließend als saubere Luft zu entlassen.
Es sind verschiedene Arten von Filtern in Kanalsystemen bekannt und patentiert z. B. EP 626189 , oder EP 745731 , oder als Geruchsfilter wie z. B. AT 406828 B . Diese Prinzipien beschränken sich aber ausschließlich darauf, dass die Filtervorrichtungen unterirdisch und zwar innerhalb des Rohrquerschnittes angebracht sind. Daraus ergeben sich zwingend ein geringeres Leistungsvermögen sowie keine Möglichkeit, z. B. NOx durch den Prozess der Photokatalyse in harmloses Nitrat umzuwandeln. Außerdem beschränken sich diese Entwicklungen ausschließlich auf die Beseitigung von in den Kanalrohren entstandenen Problemstoffen wie z. B. Gährgase etc. Es ist bekannt, dass eine Lärmschutzwand ( EP 11 000 242.5 angemeldet) gleichzeitig Feinstäube bindet und NOx abbaut, der Nachteil dieser Vorrichtung ist jedoch der Platzanspruch, so dass diese Vorrichtung in den Innenstädten nicht zur Anwendung kommen kann.
Der Vorteil der vorliegenden Erfindung liegt ganz deutlich darin, dass große Mengen von oberirdisch kontaminierter Luft in Innenstädten durch bereits vorhandene, unterirdische Leitsysteme, wie z. B. Kanalrohre usw. abgezogen werden kann und mit relativ geringem finanziellen Aufwand an anderer, aus Platzgründen geeigneter Stelle, durch Filtertürme wieder entlassen werden kann.
Beschreibung
Die erfindungsgemäße Filtervorrichtung ist dadurch gekennzeichnet, dass sich oberirdisch, auf oder neben einem bestimmten Kanaldeckel, ein in seiner Geometrie unbestimmter Turm mit beliebiger Höhe und Breite und innen angebrachten Filtern zur Reinigung von Umgebungsluft so angebracht ist, dass die aus unbestimmter Entfernung im Kanalsystem angesaugte Umgebungsluft direkt in den Filterturm mittels Ventilator geleitet wird und keine Luft durch die vorhandene Dichtung entweichen kann.
Bei den aus der Umgebungsluft zu filternden Stoffen handelt es sich um Feinstäube (PM 10 bis PM 1,0), um Stickoxide (NOx), um Geruchsstoffe aus den Kanälen sowie weitere Verunreinigungen aus der Umgebungsluft.
Durch die Verwendung von offenen und geschlossenen Kanaldeckeln kann der Absaugort, die Menge und damit auch die Fläche, aus der die kontaminierte Luft abgesaugt wird, bestimmt und gesteuert werden.
Im Inneren weist der Turm eine mit der Strömungsrichtung der eingeblasenen Luft verlaufende Anordnung von verschiedenen Filtern auf, die die zu filternden Stoffe aus der Luft entnehmen. Diese Filterschichten sind vorzugsweise so angeordnet, dass zur Feinstaubfilterung von PM 10 bis PM 1,0 die Durchlässigkeit des Filters mit der Entfernung zur Einblasöffnung abnimmt, damit so verhindert wird, dass sich feinere, also dichtere Filter, mit zu groben Partikeln zusetzen. Die Seiten des Turmes sind durchlässig, die obere Seite ist dann dicht abgeschlossen, wenn auf dem Dach eine PV-Anlage installiert wird, durch die der Ventilator angetrieben wird. Anderenfalls ist auch die obere Seite des Turmes durchlässig und lediglich die innenliegenden Filtervorrichtungen sind dann so gegen Witterung geschützt, dass die gefilterte Luft aus der innenliegenden Filtervorrichtung entweichen kann um in weiteren Filterschichten weiter gefiltert zu werden.
Das engere Umfeld des Ventilators ist so beschaffen, dass wegen der angebrachten schalldämmenden Materialien keine Geräuschbelastung in das unmittelbare Umfeld des Filterturms gelangen kann.
Die bevorzugte Form des Turmes weist Flächen auf, die zum Zweck der Photokatalyse optimal gegen die Sonne ausgerichtet werden können, da die äußerste Filterschicht aus porösem, anorganischem Material besteht um flächeneffektiv mit Titandioxid beschichtet werden zu können, wobei jeweils nur eine Fläche gegen die Sonne zeigt, können die restlichen Flächen mittels Spiegel so ausgeleuchtet werden, dass die photokatalytische Umwandlung von NOx auch dort optimal gewährleistet ist.
Um die photokatalytische Wirkung der Konstruktion zu steigern, beinhaltet eine weitere Ausführungsform die Möglichkeit, das Sonnenlicht mittels Spiegel in das Innere des Turms so zu lenken, dass die mit TIO2 beschichteten Lavasteine auch von der ansonsten verschatteten Innenseite zur Reaktion angeregt werden.
Die Gestalt des Filterturms ist frei wählbar, es sind Formen wie z. B. Zylinder, Kegel, Quadrat, Pyramiden oder ähnliche Formen denkbar, die Maßgaben der Örtlichkeit sind entscheidend für Form und Material. Vorzugsweise, aber nicht bindend, eignet sich Lärchenkernholz für die Konstruktion, es kann aber auch Aluminium oder Beton sein. Der Turm ist begehbar durch eine Tür- bzw. Torvorrichtung zur Wartung der innenliegenden Filterlagen, welche verhindern, dass Luft ungefiltert den Filterturm verlassen kann.
Die oben beschriebene äußerste Filterschicht, gefüllt mit anorganischem Material, enthält vorzugsweise poröses Lavagestein, das zum einen mit TIO2 beschichtet wird um NOx umzuwandeln und zum anderen erfüllt die Lavaschicht auch den Zweck der Lärmdämmung.
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

EP 626189 [0008]
EP 745731 [0008]
AT 406828 B [0008]
EP 11000242 [0008]

Claims

Filtervorrichtung zur Aufnahme von Luftschadstoffen wie Feinstäube, Stickoxide, Geruchsstoffe und andere Verunreinigungen der Umgebungsluft, die in Innenstädten durch Verkehr auf Straßen, Schienen in Parkgebäuden oder unterirdischen Kanälen entstehen dadurch gekennzeichnet, dass mittels Ventilatoren kontaminierte Luft aus dicht besiedelten Innenstädten abgesaugt und über Kanalsysteme in die punktuelle, oberirdische Filterkonstruktion geblasen und dort gereinigt wird.
Filtermodul nach Anspruch 1. dadurch gekennzeichnet, dass verunreinigte Umgebungsluft aus dichtbebauten, urbanen Bereichen über Kanalsysteme abgesaugt werden kann, um an anderer Stelle die Luft in der Filtervorrichtung zu filtern und zu reinigen.
Filtermodul nach Anspruch 1. und 2. dadurch gekennzeichnet, dass der Ventilator dicht, unmittelbar in oder über Rohrsysteme, an das Kanalsystem angeschlossen ist, um kontaminierte Luft nicht entweichen zu lassen.
Filtermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass das Filtermodul vorzugsweise eine Vielzahl von Seiten aufweist, die in Ihrer Konstruktion aus mit TIO2 beschichteten Materialien oder Konstruktionen wie z. B. Lavasteinen bestehen um über Photokatalyse NOx umzuwandeln.
Filtermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass sich im Inneren des Moduls weitere Filtervorrichtungen befinden, um Feinstäube, Geruchsstoffe und NOx oder andere Verunreinigungen aus der Umgebungsluft zu filtern oder abzubauen.
Technik zur Luftreinhaltung nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass durch die Verwendung von offenen und geschlossenen Kanaldeckeln das Absaugen von Umgebungsluft gesteuert werden kann und somit verhindert wird, dass über falsche Kanalöffnungen saubere Luft angezogen wird.
Filtermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die innenliegenden Filter zur Feinstaubfilterung so angeordnet sind, dass die zu filternde Korngröße mit der Entfernung zum Ventilator abnimmt, so dass gewährleistet ist, dass feine Filter nicht mit groben Korngrößen verstopfen.
Filtermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass wenigstens eine der innenliegenden Filterschichten die in Abwasserkanälen entstehenden Geruchsstoffe aus der Umgebungsluft filtern z. B durch Aktivkohle oder biologische Filter.
Filtermodul nach einem der vorhergehenden Ansprüche dadurch gekennzeichnet, dass die äußerste mit TIO2 beschichtete Lavaschicht auch mittels Spiegel oder Lampen von der Innenseite mit UV-Licht bestrahlt wird, so dass die Umwandlung von NOx in Nitrat auch von der Innenseite aus funktioniert.