DE2357512B2 - Raumluft-erneuerungsfilter - Google Patents

Description

Die Erfindung betrifft ein Raumluft-Erneuerungsfilter in einem Behälter mit einem Sauerstoff abgebenden und Kohlensäure bindenden Chemikal und einem Trockenmittel, mit zwei in bezug auf die Chemikalschichten gegenüberliegenden durch reibungsschlüssige Verschlußkappen verschließbaren Öffnungen vorwiegend zum Anschluß einer Luftfördervorrichtung.

Ein solches von der Luft durchströmbares Filter wird in geschlossenen Räumen oder bei einem geschlossenen Atemsystem benötigt, wenn eine Versorgung mit Außenluft nicht durchführbar ist. Die Erneuerung der Atemluft erfolgt also innerhalb des geschlossenen Raumes unabhängig von der Außenatmosphäre.

Für die Lufterneuerung werden vorteilhaft Alkaliperoxide, insbesondere Kaliumperoxide eingesetzt. Diese Chemikalien absorbieren die ausgeatmete Kohlensäure und die in der Raumluft vorhandene Feuchtigkeit und geben entsprechend Sauerstoff ab.

Dieses Prinzip kommt bei verschiedenen Vorschlägen zur Ausbildung von Lufterneuerungsfiltern zur Anwendung. Ein besonderes Problem i::t hierbei die Sauerstoffproduktion dem Bedarf anzupassen. So führt z. B. der dem Filter zugeführte Wasserdampf unter bestimmten Bedingungen stets zu einer Überproduktion an Sauerstoff, während andererseits ein bestimmter Wasserdampfgehalt der zu regenerierenden Luft erforderlich ist, da der Umsatz der ausgeatmeten Kohlensäure allein den Sauerstoffbedarf nicht deckt.

Bei einem Gerät dieser Art sind in dem Behälter quer zur Durchströmungsrichtung Siebe und/oder Blechschalen angeordnet, auf denen sich von Gehäusewand zu Gehäusewand erstreckende Schichten von granuliertem Alkalisuperoxid liegen. In den Schichten befindet sich jeweils in einem gewissen Abstand von der Gehäusewand eine öffnung. Die öffnungen sind von Schicht zu Schicht gegeneinander versetzt. Durch diese Anordnung wird zwar der Strömungswiderstand herabgesetzt, aber die Ausnutzung des Chemikals ist nicht besonders gut. Hinzu kommt, daß die Herstellung dieser Filter sehr aufwendig ist. Eine Anpassung der Sauerstoffproduktion an den Bedarf ist bei dieser Ausbildung des Gerätes nicht möglich und auch nicht vorgesehen.

Bei einem weiteren bekannten Gerät werden zu Scheiben gepreßte Alkalisuperoxide verwendet. Durch die hierbei erzielte größere Chemikaldichte läßt sich zwar je Volumeneinheit eine größere Menge Sauerstoff speichern, doch müssen Scheiben gepreßt werden, die wegen ihrer Zerbrechlichkeit nicht zu dünn sein dürfen, abe- bei größerer Stärke eine ungünstige Ausnutzbarkeit des Chemikals ergeben. Eine Überproduktion an Sauerstoff zu Beginn der Benutzung wird in Kauf genommen. Eine spätere Abnahme der Sauerstoffentwicklung ist dadurch gegeben, daß das Chemikal als gepreßte Scheibe luftdurchlässig ist und demzufolge die Reaktion nur an der Oberfläche der Scheiben stattfinden kann, die im Laufe der Reaktion allmählich durch verbrauchte Chemikal verkrustet und damit teilweise inaktiv wird. Eine Steuerung der Sauerstoffproduktion in Abhängigkeit von der angebotenen Wasserdampfmenge ist auf diese Weise nicht möglich. Durch die nicht gesteuerte Abnahme der Sauerstoffproduktion mit der Zeit kann auch Sauerstoffmangel eintreten.

Bei einem weiteren Vorschlag sind im Behälter zur Dämpfung der Sauerstofferzeugung dem Chemikal ein Trockenmittel und ein Absorptionsmittel für Kohlendioxid vorgeschaltet. Da die Durchströmungsrichtung festgelegt ist, ergeben sich gewisse Nachteile darin, daß dieses Filter unter gewissen Bedingungen nicht hinreichend Sauerstoff liefert, auch wird der Einsatz der Sauerstoffproduktion unter Umständen stark verzögert. Dies tritt dann ein, wenn die im Raum befindliche Feuchte gering ist, beispielsweise bei niedrigen Raumtemperaturen, da einmal das ausgeatmete Kohlendioxid weitgehend absorbiert und vorhandene und entstehende Feuchtigkeit im wesentlichen vom Trockenmittel aufgenommen wird. Die gewünschte Dämpfung der Sauerstoffproduktion ist nicht definiert und kann daher auch zu Sauerstoffmangel führen. Das Filter läßt sich den verschiedenen auch jahreszeitlich bedingten klimatischen Bedingungen in den Räumen nicht anpassen.

Es ist auch ein Gerät bekannt, bei dem eine Regulierung der Sauerstoffproduktion vorgesehen ist. Die Vorrichtung besteht aus zwei parallel geschalteten Filtern, wobei ein Filter das Sauerstoff abgebende Chemikal enthält und das zweite Filter die Funktion hat, nur Kohlensäure aufzunehmen. Beide Filter sind mit je einer getrennten Fördereinrichtung für die Raumluft versehen. Mit einem Schaltgerät wird in Abhängigkeit vom Sauerstoffgehalt des Raumes die Raumluft wahlweise durch das Sauerstoff abgebende oder über das Kohlensäure bindende Filter geleitet.

Diese Vorrichtung ist im Prinzip in der Lage, den

Sauerstoffgehall bei unterschiedlichen Klimaverhältnisscn in bestimmten Grenzen konstant zu halten. Der technische Aufwand ist jedoch groß.

Es ist ferner nach der US-PS 36 55 346 ein persönliches, d. h. auf eine Person beschränktes Atemschutzgerät mit einem Atembeutel bekanntgeworden, welches mit einem Lufterneuerungsfilter ausgerüstet ist, dieses ist in bezug auf die Beatmung symmetrisch aufgebaut, d. h. auf jeder Bealmungsseite befindet sich eine Molekularsiebschicht zur Absorption von Feuchte, um eine Überproduktion an Sauerstoff zu verhindern. Bei einem Lufterneuerungsfilter dieser Art ist nur die Anpassung an den Feuchtigkeitsgehalt der Ausatemluft einer Person notwendig, der nahezu konstant ist und kann deshalb nicht unterschiedlichen Umweltbedingungen angepaßt werden.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, den Aufbau eines Raumluft-Erneuerungsfilters anzugeben, das dem Feuchtigkeitsgehalt der Umgebungsluft angepaßt werden kann.

Diese Aufgabe wird erfindungsgemäß dadurch gelöst, daß in Richtung auf nur eine Anschlußöffnung vor den Chemikalschichten eine Trockenmittelschicht angeordnet ist, welche 10 bis 50%, vorzugsweise 25 bis 30%, des Volumens der Gesamtfüllung einnimmt, und an der Behälteraußenwand Markierungen und/oder Anzeigevorrichtungen für die jeweils klimatisch bedingte zweckmäßige Durchströmungsrichtung angebracht sind.

Der mit dem erfindungsgemäßen Lufterneuerungsfilter erzielte Vorteil ist, daß es möglich ist, entsprechend den vorliegenden klimatischen Verhältnissen, die Sauerstoffentwicklung gleichmäßig entsprechend dem Sauerstoffbedarf zu steuern und so ungünstige, d. h. zu niedrige oder zu hohe Sauerstoffgehalte zu vermeiden und eine optimale Ausnutzung des Filters zu erreichen. Dies wird erzielt durch den Aufbau des Filters, der den im Raum befindlichen Wasserdampfgehalt berücksichtigt, der unterschiedlich groß sein kann, unabhängig von der Anzahl der im Raum befindlichen Personen.

Bei niedrigen Wasserdampfgehalten (z. B. kleiner 13 g/m¹) in der Raumluft — bzw. niedrigen Raumtemperaturen (z. R. kleiner als 15°C), bei denen aufgrund der Sättigungswerte für Wasserdampf in Luft nur entsprechend niedrige Wasserdampfgehalte resultieren, wird die erforderliche Sauerstoffmenge erzeugt, wenn das Sauerstoff abgebende Chemikal direkt mit der Raumluft beaufschlagt wird. In diesem Fall wird das Filter so an die Luftfördereinrichtung angeschlossen, daß die Durchströmungsrichtung A gegeben ist.

Bei größeren Wasserdampfgehalten bzw. höheren Raumtemperaturen würde die direkte Beaufschlagung des Chemikals eine Überproduktion an Sauerstoff ergeben. Durch Vorgabe der Durchströmungsrichtung B wird die in das Filter einströmende Luft in dem Maße vorgetrocknet, daß die entwickelte Sauerstoffmenge dem Bedarf entspricht. Das vorgeschaltete Trockenmittel übt in der angegebenen Ausführung auch zeitlich gesehen eine gewisse Regulierungsfunktion aus, da seine wasserabsorbierende Wirkung besonders am Anfang der Benutzung groß ist, wenn das Chemikal noch seine volle Wirkung hat. Andererseits nimmt die Wirkung des Trockenmittels gerade gegen Ende der Benutzung des Filters ab, wenn das Chemikal aufgrund seiner Erschöpfung ein höheres Wasserangebot benötigt.

Durch Faltensiebe, zwischen denen das Chemikal eingebettet ist und die in sich in der Richtung um 90° gegeneinander versetzt sind, wird die wirksame Anströmfläche des Chemikals vergrößert und damit die Gefahr des Verbackens der oberen Schicht vermindert. Damit ergibt sich ein geringer Strömungswiderstand, der sich während des Betriebes nicht wesentlich vergrößert.

Schließlich war es damit möglich, mit einer relativ feinen, etwa einheitlichen Chemikalkorngröße zu arbeiten, wodurch eine größere Chemikaldichte und eine Vereinfachung der Herstellung des Filters möglich wurde.

Erfindungsgemäß wird weiter vorgeschlagen, in der Nähe der öffnungen, also den Anschlußstutzen, zur Beurteilung der klimatischen Verhältnisse, an sichtbarer Stelle Temperatur- bzw. Feuchtanzeigevorrichtungen anzubringen. Diese lassen auch während des Betriebs erkennen, ob es zweckmäßig wird, die Durchströmungsrichtung zu wechseln, wenn sich die Temperatur bzw. Feuchte der in das Filter eintretenden Luft entsprechend ändern.

Das Anbringen je einer Temperaturanzeigevorrichtung in der Nähe beider öffnungen ergibt die Möglichkeit, an der Temperatur der austretenden Luft den Verbrauchsgrad des Filters zu erkennen. Die Temperatur im Filter steigt infolge der Reaktion während des Betriebs an und fällt ab, wenn das Chemikal verbraucht ist.

Weitere vorteilhafte Ausgestaltungen der Erfindung ergeben sich aus den Unteransprüchen.

Die Figur zeigt ein Ausführungsbeispiel der Erfindung in teilweise geschnittener Ansicht.

Im Behälter 1 befinden sich das Chemikal 4 und das Trockenmittel 5, gehallen durch die Lochblende 8, die durch Spannbolzen 9 miteinander verbunden sind. Das Chemikal 4 ist in mehreren Schichten, die durch Drahtgewebeeinlagen 6 voneinander getrennt sind, zwischen Faltensieben 7 gelagert. Die Faltensiebe 7 sind mit ihren Falten zueinander um 90° versetzt angeordnet (in der Zeichnung nicht dargestellt).

Der Behälter 1 weist zwei an entgegengesetzten Seiten befindliche öffnungen 2 auf. die durch Kappen 3 mit einer Zinndichtung 12 reibungsschlüssig abgedichtet sind. In der Nähe der Öffnungen 2 befinden sich am oder im Behälter sichtbar angeordnet Temperatur- bzw. Feuchtemessvorrichtungen 11.

Die Inbetriebnahme des Lufterneuerungs-Filters erfolgt durch Entfernen der Kappen 3 vom Behälter 1 und Anschließen einer hier nicht dargestellten Luftfördervorrichtung 10, die am Behälter 1 durch Markierungen z. B. A und Bbezeichnet ist.

Hierzu 1 Blatt Zeichnungen

Claims (5)

Patentansprüche:

1. Raumluft-Erneuerungsfilter in einem Behälter mit einem Sauerstoff abgebenden und Kohlensäure bindenden Chemikal und einem Trockenmittel, mit zwei in bezug auf die Chemikalschichten gegenüberliegenden durch reibungsschlüssige Verschlußkappen verschließbaren öffnungen, vorwiegend zum Anschluß einer Luftfördervorrichtung, dadurch gekennzeichnet, daß in Richtung auf nur eine Anschlußöffnung vor den Chemikalschichten (4) eine Trockenmittelschicht (5) angeordnet ist, welche 10 bis 50%, vorzugsweise 25 bis 30%, des Volumens der Gesamtfüllung (4, 5) einnimmt, und an der Behälter-Außenwand Markierungen (10) und/oder Anzeigevorrichtungen für die jeweils klimatisch bedingte zweckmäßige Durchströmungsrichtung angebracht sind.

2. Raumluft-Erneuerungsfilter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß als Trockenmittel (5) Tonerdegel verwendet wird.

3. Raumluft-Erneuerungsfilter nach Anspruch 1 und 2 dadurch gekennzeichnet, daß das Trockenmittel (5) etwa kugelförmig mit einem Durchmesser von 2 bis 10 mm, vorzugsweise 4 bis 8 mm, ausgebildet ist.

4. Raumluft-Erneuerungsfilter nach Anspruch 1 dadurch gekennzeichnet, daß die Chemikalschichten aus einer einheitlichen Kornfraktion mit einer Korngröße von vorzugsweise 4 bis 8 mm bestehen und die jeweils erste Chemikalschicht auf der den Behälteröffnungen zugewandten Seite durch ein Faltensieb (7) abgegrenzt ist.

5. Raumluft-Erneuerungsfilter nach Anspruch 1 und 4 dadurch gekennzeichnet, daß die Faltensiebe (7), die das Chemikal nach beiden Öffnungsseiten abgrenzen, in ihrer Faltenrichtung um 90" zueinander versetzt angeordnet sind.