DE2449112A1

DE2449112A1 - Vorrichtung zur bestimmung der filtrierleistung von kohlefiltern

Info

Publication number: DE2449112A1
Application number: DE19742449112
Authority: DE
Inventors: Richard K Renken
Original assignee: American Air Filter Co Inc
Current assignee: American Air Filter Co Inc
Priority date: 1973-11-21
Filing date: 1974-10-15
Publication date: 1975-05-22
Also published as: GB1468055A; JPS5086393A

Description

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15. Oktober 1974 P 8614

AMERICAN AIR FILTER CO., INC.

215 Central Avenue, Louisville, Kentucky 40201, USA

Vorrichtung zur Bestimmung der Filtrierleistung von Kohlefiltern

Die Erfindung betrifft eine Vorrichtung zur Bestimmung der Filtrierleistung von Kohlefiltern; sie betrifft insbesondere eine Vorrichtung zum Prüfen von Kohlefiltern, die einen Ozongenerator und eine Ozondetektoreinrichtung aufweist.

Es sind bereits viele verschiedene Methoden zur Prüfung der Filtrierleistung von Kohlefiltern vorgeschlagen worden. Eine der am häufigsten angewendete Methode zur Bestimmung der Filtrierleistung von Kohlefiltern ist die physikalische Einleitung von Gasen, wie Methyljodid oder halogenierten Kohlenwasserstoff-Kühlmitteln, die

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in dem Kohlenstoff bett des Filters adsorbiert v/erden, und die Bestimmung des Bruchteils der eingeführten Verunreinigungsgase, der die Durchgänge durch die Kohlefilter passiert>unter Verwendung von Gaschromatographen als Detektoreinrichtungen. Die Einführung von physikalisch adsorbierten Gasen,, die den oben erwähnten ähneln, hat den Nachteil, daß (1) das Filtermedium belastet und seine Lebensdauer verkürzt wird>(2) daß diese später desorbiert werden können, wodurch die in späteren Prüfungen erhaltenen Ergebnisse durcheinander-geraten^und (3) toxische oder andere unerv/ünschte Effekte stromabwärts des Filters auftreten.

Ziel der vorliegenden Erfindung ist es daher, eine neue Vorrichtung zur Bestimmung der Filtrierwirkung von Kohlefiltern, insbesondere eine solche anzugeben, bei der ein Gas verwendet wird, welches die Kohlefilter nicht belastet und deren Lebensdauer nicht verkürzt.

Es wurde nun gefunden, daß diese Ziele erreicht werden können mit einer einfachen (unkomplizierten) Anordnung zur Herstellung einer Vorrichtung für die Bestimmung der Filtrierleistung von Kohlefiltern sowie durch eine vorteilhafte Vorrichtung zur Bestimmung der Filtrierleistung von Kohlefiltern, die einen Ozongenerator und eine Ozondetektoreinrichtung aufweist.

Gegenstand der Erfindung ist eine Vorrichtung zur Bestimmung der Filtrierleistung von Kohlefiltern, die gekennzeichnet ist durch eine Kohlefiltereinheit mit einem Fluideinlass (Flüssigkeits-bzw. Gaseinlass) und einem Fluidauslass (Flüssigkeits-bzw. Gasauslass), eine Rohrleitung mit einem darin angeordneten Ozongenerator, die an ihrem einen Ende mit dem Fluideinlass und an ihrem anderen Ende mit einer Quelle für das zu filtrierende Fluid in Durchflussverbindung steht, und eine Ozondetektoreinrichtung mit einem Paar Fühlerelementen, von denen das eine stromaufwärts von dem Filter zwischen dem Ozongenerator und dem Fluidein-

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lass des Filters mit dem Fluid in Verbindung steht, und das andere stromabwärts von dem Fluidauslass des Filters mit dem Fluid in Verbindung steht.

Weitere Ziele , Merkmale und Vorteile der Erfindung gehen aus der folgenden Beschreibung in Verbindung mit der beiliegenden Zeichnung hervor. Es sei darauf hingewiesen, daß die Erfindung keineswegs auf die nachfolgend beschriebenen bevorzugten Beispiele beschränkt ist, sondern, daß diese in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

In der belügenden Zeichnung bedeuten:

Fig. 1 eine Draufsicht (teilweise weggeschnitten) auf eine erfindungsgemäße Vorrichtung zur Bestimmung der Filtrierleistung von Kohlefiltern und

Fig. 2 eine vergrößerte perspektivische Ansicht des Ozongenerators gemäß Fig. 1

Die Fig. 1 der beiliegenden Zeichnung zeigt eine Vorrichtung zur Bestimmung der Filtrierleistung eines Kohlefilters, die aufweist eine Einlassleitung 2 in zwei Abschnitten, die durch die Ziffern 2a und 2b bezeichnet sind, eine Auslassleitung 4 und ein Filtergehäuse 6 mit einem darin angeordneten Kohlefilter 8. Die Einlassleitung 2 steht mit einer (nicht dargestellten) Fluidquelle (Fluss igkeits-.. bzw. Gasquelle), die mit dem Kohlefilter 8 behandelt" werden soll, in Fluidverbindung. Die Auslassleitung 4, die mit dem Auslass des Filtergehäuses 6 in Verbindung steht, steht mit dem (nicht dargestellten) Teil, welcher das behandelte Fluid aufnehmen soll, in Fluidverbindung. Zwischen der Einlassleitung 2 und dem Filtergehäuse 6 ist ein allgemein durch die Ziffer 10 bezeichnetes Gebläse angeordnet, welches dazu verwendet wird, das Fluid durch die Leitung 2 in das Filtergehäuse 6 hineinzubewegen. Innerhalb der Einlassleitung 2 ist ein Ozongenerator angeordnet, der aus einem

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Gehäuse 11, einer Metallgrundplatte (Metallerderplatte) 12 und einem Ionengenerator 14 besteht. Das Ozongeneratorgehäuse 11 ist ein zylindrischer, rohrförmiger dielektrischer Körper, der innerhalb der Leitung 2 angeordnet ist und durch Flansche, wie bei 13 und 15 angegeben, festgehalten wird. Der Ozongenerator 14 weist eine Vielzahl von Elektroden 16 auf, die ausgerichtet sind auf eine gleiche Anzahl von Öffnungen 18 in der Metallgrundplatte 12 und einen Abstand davon haben. Die Elektroden 16 des Ozongenerators 14 stehen mit einem einstellbaren Abgriff auf einem Potentiometer 32 in elektrischer Verbindung, das an eine Gleichstrornspannungsquelle angeschlossen ist, die, wie dargestellt, eine Batterie 22 aufweist. Die Gleichstromquelle kann einen elektronischen oder magnetischen Stromkreis eines geeigneten Typs, beispielsweise einen Hochfrequenzoszillator mit einer Ausgangsgleichrichterstufe für die Umwandlung der erzeugten Schwingungen in ein Gleichstrompotential umfassen. In dem in Figur 1 erläuterten System, das negative Ionen liefern soll, ist der positive Pol der Batterie 22 oder der Gleichstromspannungsquelle entweder direkt oder indirekt über eine Energieleitung geerdet, so daß das an die Vielzahl der Elektroden 16 angelegte Potential gegenüber der Erde negativ ist. Der Stromkreis weist ferner einen Schalter 24 auf, der dazu dient, den den Ozongenerator 14 enthaltenden Stromkreis einzuschalten.

Innerhalb der Leitung 2 ist stromabwärts des Ozongenerators 14 und stromaufwärts des Gebläses 10 ein erstes Ozonfühlerelement 26 angeordnet, das zur Bestimmung der in dem Fluidstrom vorhandenen Ozonmenge, beispielsweise in ppm, verwendet wird. Das Fühlerelement 26 übermittelt die Ozonmenge an die durch die Ziffer 28 bezeichnete Ozondetektoreinrichtung. In der Leitung 4 stromabwärts des Fluidfilters 8 ist ein zweiter Ozonfühlerelement 30 angeordnet, welches die das Filter passierende OzoruMenge

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mißt und ebenfalls die gemessene Ozonmenge an die Ozonbestimmungseinrichtung 28 weitergibt. Bezüglich einer näheren Beschreibung der in der beschriebenen Ausführungsf orm verwendeten Ozondetektoreinrichtung sei auf die US-Patentschrift 3 271113 verwiesen, in der eine Chemolumineszenz-Detektor-Einrichtung als ein Beispiel für eine solche Einrichtung beschrieben ist.

In der Figur 2 der bettlegenden Zeichnung ist das Ozongeneratorgehäuse 11, welches den Ozongenerator 14 und die darin angeordnete Metallgrundplatte 12 umgibt, dargestellt. Der Ozongeneratpr 14 und die Metallgrundplatte sind mit einer nicht-elektrisch leitenden Trägerplatte verbunden, die beispielsweise aus Plexiglas bestehen kann. Auf der Trägerplatte 40 ist eine kreisförmige, nicht-elektrisch leitende Plexiglasscheibe 42 befestigt, die transversal durch sie hindurch die Elektroden 16 aufnehmen kann. Die Plexiglasscheibe 42 weist außerdem eine.Vielzahl von Durchfluss öffnungen 44 auf, welche den Durchgang des Fluids ermöglichen.

Die Elektroden 16 sind in gleichem Abstand voneinander angeordnet und jede Electrode 16 ist, wie oben angegeben, auf das Zentrum einer Öffnung 18 in der Grundplatte 12 ausgerichtet. Bezüglich dieser Ausrichtung sei bemerkt, daß die öffnungen 44 in der Plexiglasscheibe 42 nicht auf die Öffnungen 18 in der Grundplatte 12 ausgerichtet sind. Die gesamte offene Oberflächengröße der Grundplatte und der Plexiglasscheibe 42 stellt jedoch mindestens 85 % der offenen Fläche in dem Gehäuse 11 dar. Deshalb ist der Druckabfall des die Platte 12 und die Scheibe 42 passierenden Fluids (Flüssigkeit oder Gas) im allgemeinen vernachlässigbar.

Beim Betrieb der Vorrichtung zur Bestimmung der Integrität von Kohlefiltern, wie sie in den Figuren 1 und 2 dargestellt ist, wird der den Ozongenerator 14 aufweisende Stromkreis durch Schließen des normalerweise offenen

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Schalters 24 und Einstellen des Potentiometers 20 auf die gewünschte elektrische Energieabgabe des Generators eingeschaltet. Das Gebläse 10 wird eingeschaltet, wodurch das einen verhältnismäßig hohen Prozentsatz an Sauerstoff enthaltende Fluid durch die Leitung 2 eingeführt wird, in welcher das Fluid» das anschließend filtriert wird, den Ozongenerator 14 passiert. Wenn das Fluid den Generator 14 passiert, wird ein vorher festgelegter Prozentsatz der Sauerstoffmoleküle in Ozonmoleküle umgewaadelt. Wenn das Ozon enthaltende Fluid das Element 26 passiert, bestimmt dieses den Prozentsatz des Ozons in dem Fluid und übermittelt diese Information an die Ozondetektoreinrichtung 28. Das durch die Leitung 2 fließende Fluid passiert dann das Filter 8,in dem das Ozon, das mit den Kohlekörnchen (Kohlenstoffkörncheh) in dem Filter 8 in Kontakt kommt, mit dem Kohlenstoff reagiert unter Bildung von Kohlendioxid,während das Ozon enthaltende Fluid, welches die Durchgänge in dem Kohlefilter passiert, keiner Reaktion mit dem Kohlenstoff unterliegt. Daher bleibt diese Ozonmenge in dee das Filter 8 verlassenden Fluid nicht-umgesetzt. Die Menge des durch die Leitung 4 das Filter 8 verlassenden nicht umgesetzten Ozons kommt dann mit dem Ozonfühlerelement 30 in Kontakt, welches die Ozonmenge in dem Fluid der Ozondetektoreinrichtung 28 übermittelt. Die Wirksamkeit (Leistung) des Filters kann dann bestimmt werden, indem man die Menge des von den Fühlerelementen 26 und 30 nachgewiesenen Ozons miteinander vergleicht. Wenn beispielsweise das Fühlerelement 26 eine Ozonkonzentration von 1 ppm in dem das Element 26 passierenden Fluids feststellt und das Ozonfühlerelement 30 eine Konzentration von ein Teil Ozon pro Milliarde Teilen des die Fühlereinrichtung passierenden Fluids nachweist, dann wird die Filtrierleistung (der Filtrierwirkungsgrad) wie folgt bestimmt:

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— ι ~

Filtrierleistung in % = Aufstromwert - Abstromwert χ

Abstromwert

= (Ιχ1θ~⁶) - (IxIO"⁹) (ix10"^b)

= 99,9

Es ist" für den Fachmann klar, daß die vorstehend beschriebenen spezifischen Ausführungen in vielerlei Hinsicht abgeändert und modifiziert werden können, ohne daß dadurch der Rahmen der vorliegenden Erfindung verlassen wird.

5 o 9 8; 1 / η η r. '<

Claims

Patentansprüche

1. Vorrichtung zur Bestimmung der Filtrierleistung von Kohlefiltern, gekennzeichnet durch eine Kohlefiltereinheit mit einem Fluideinlass (2) "und einem Fluidauslass (4), eine Rohrleitung mit einem darin angeordneten Ozongenerator (14), die an ihrem einen Ende mit dem Einlass (2) und an ihrem anderen Ende mit einer Quelle für das zu filtrierende Fluid in Durchflussverbindung steht, und eine Ozondetektoreinrichtung (28) mit einem Paar Fühlereiementen (26,30), von denen das eine (26) stromaufwärts des Filters (8) zwischen dem Ozongenerator (14) und dem Fluideinlass des Filters (8) mit dem Fluid in. Verbindung steht, während das andere (30) stromabwärts des Fluidauslasses (4) des Filters (8) mit dem Fluid in Verbindung steht.

2. Vorrichtung nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der Ozongenerator (14) eine Vielzahl von Ionen bildenden Elektroden (16) aufweist, die sich in gerader Linie mit öffnungen (18) in einer Grundplatte (12) und einen Abstand davon haben.

3. Vorrichtung nach Anspruch 2, dadurch gekennzeichnet, daß die Elektroden (16) im wesentlichen parallel zu dem Fluidstrom durch die Rohrleitung verlaufen.

4. Vorrichtung nach Anspruch 2 und/oder3, dadurch gekennzeichnet, daß die Grundplatte (12) stromaufwärts der Ionen bildenden Elektrode (16) angeordnet ist.

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