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BESCHREIBUNG
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Die Erfindung betrifft ein Verfahren zur Reinigung von Gasen unter
Verwendung eines mikroporösen Filters, insbesondere eines Aktivkohlefilters in Verbindung
mit der Anwendung eines elektrostatischen Felds sowie eine Vorrichtung zur Durchführung
des Verfahrens.
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Es ist bekannt, daß sich die Adsorptionseigenschaften von Aktivkohle
zur Entfernung von unerwünschten oder schädlichen Geruch-, Farb- und Giftstoffen
oder von Bakterien aus Flüssigkeiten, Dämpfen oder Gasen einsetzen lassen. Bekannt
ist auch, daß eine Aktivkohle, die sich für die Adsorption eines Gases oder allgemein
eines Stoffs von gegeringer Molekelgröße gut bewährt, für große Moleküle versagen
kann, weil diese nicht in die Poren der Aktivkohle eindringen können und umgekehrt
nicht mehr zurückgehalten werden können. Zur Reinigung von Gasen, die nicht nur
durch einen spezifischen Schadstoff belastet sind, sondern außer mehreren gasförmigen
Schadstoffen unterschiedlicher chemischer Zusammensetzung und Molekelgröße auch
noch Festkörperpartikel in Rauch- oder Staubform enthalten können, insbesondere
zur Raumluftreinigung, ist es weiterhin bekannt, ein elektrostatisches Filter mit
einer Anzahl von plattenförmigen Abscheidungsflächen und vor oder zwischen den Flächen
angeordneten Ionisierungsdrähten mit einem beispielsweise nachgeschalteten Aktivkohlefilter
zupcombinieren. Beispiele für solche elektrostatischen Filter mit nachgeschaltetem
Aktivkohlefilter sind u.a. in den DT-OSen 20 35 789, 21 63 254, 20 00 768, 24 59
356 sowie in dem DT-Gbm 75 06 026 beschrieben. Bei manchen Aus-
führungsformen
ist diese Kombination aus einem elektrostatischen und einem Aktivkohlefilter noch
durch weitere Filterstufen, beispielsweise zur Desodorierung ergänzt.
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Aus der DT-OS 21 25 206 ist auch ein Gerät zur Aufbereitung von Raumluft
bekannt, bei dem ein Aktivkohlefilter einem elektrostatischen Reinigungsfilter vorgeschaltet
ist. Durch die hintereinander liegende Stufenwirkung der unterschiedlichen Filterarten
soll erreicht werden, daß die spezifische, nur auf bestimmte Schad- oder Belastungsstoffe
gerichtete Wirkung des einen Filtertyps um die eines anderen Filtertyps ergänzt
wird, um eine möglichst vollständige Reinigung des das Reinigungsgerät durchströmenden
Gases zu erreichen.
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Speziell zur Raumluftreinigung insbesondere von Zigaretten- und Tabaksqualm
und -gerüchen werden heute überwiegend Geräte angeboten, deren wesentlicher Bestandteil
ein elektrostatisches Abscheidungsfilter ist. Bei einem typischen Gerät dieser Art
sind in einem herausziehbaren Rahmen mehrere flache Leichtmetallplatten im gegenseitigen
Abstand von ca. 1 cm auswechselbar in Führungen eingesetzt und zwischen diesen Platten
sind dünne Drähte gespannt. Im Betrieb des Geräts liegt zwischen den Drähten und
den Platten ein Gleich-Hochspannungspotential von mehreren Kilovolt. Die Raumluft
wird durch einen Lüfter angesaugt und zwischen den Platten hindurchgeblasen, wobei
sich Schadstoffe an den Platten abscheiden sollen.
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Bei diesen relativ einfach aufgebauten Geräten zur Reinigung von
Raumluft insbesondere zur Beseitigung von Zigaretten- und Tabakrauchrückständen
durch Verwendung eines
elektrostatischen Filters ist bewußt auf
ein vor- oder nachgeschaltetes Aktivkohlefilter verzichtet, da ein solches Aktivkohlefilter
zwar eine gewisse Wirkung auf den Kohlenmonoxydgehalt in tabakqualmbelasteter Luft
hat, jedoch alle übrigen Schadstoffe, insbesondere Nikotin- und Teerrückstände praktisch
unbeeinflußt passieren läßt.
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Mit dem elektrostatischen Filter dagegen lassen sich wenigstens Staub
und feste Rauchrückstände sowie in gewissem Umfang Teerpartikel festhalten.
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Die Wirkung solcher elektrostatischer Luftreinigungsgeräte zur Raumluftreinigung
ist jedoch gering. Dies liegt insbesondere daran, daß die elektrostatisch wirksame
Gesamtfläche schon aus Gründen der Gerätegröße viel zu begrenzt ist; bei einem bekannten,
räumlich schon relativ großen Gerät beträgt diese wirksame Fläche beispielsweise
0,2 m2.Hinzu kommt eine sehr umständliche Handhabung bei der Filterreinigung. Um
die elektrostatische Spannung aus Sicherheitsgründen nicht zu hoch legen zu müssen,
gleichwohl aber eine nennenswerte Reinigungswirkung zu erzielen, ist der Abstand
zwischen den Abscheidungsflächen und den das Gegenpotential führenden Drähten nur
so gering gewählt, daß bei normaler Luftfeuchtigkeit gerade noch kein Spannungsdurchschlag
auftritt. Schon bei relativ geringer Abscheidung von luftverschmutzenden Bestandteilen
treten jedoch häufig kurzzeitige Überschläge auf, so daß das Gerät zu kanistern"
beginnt. Die Abscheidungsplatten müssen daher relativ häufig, bei täglichem Gebrauch
etwa einmal wöchentlich, gereinigt werden, was neben dem umständlichen Aus- und
Einbau der Platten äußerst zeitraubend ist, da vor allem die Teer- und Nikotinrückstände
sich nur schwer
von den Plattenoberflächen entfernen lassen. Überdies
ist bei längerem Gebrauch des Geräts ohne Reinigung bereits nach einigen Tagen eine
Geruchsbelästigung festzustellen, die ebenfalls in erster Linie von den Teer- und
Nicotinrückständen an den Plattenoberflächen herrühren.
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Der Erfindung liegt damit die Aufgabe zugrunde, ein Verfahren und
eine Vorrichtung zur Reinigung von Gasen, insbesondere zur Reinigung von Luft in
geschlossenen Räumen zu schaffen, die eine wesentlich höhere Reinigungsleistung
ohne die bei bekannten Raumluftreinigungsgeräten beobachteten Nachteile wie nur
partielle Entfernung von Schadstoffen, insbesondere Zigaretten-und Tabakrauchrückständen,
lästiges Reinigen von elektrostatischen Platten, Filterelementen u.dgl. und ohne
Geruchsbelästigung bei längerem Gebrauch usw. inkauf nehmen zu müssen.
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Das Grundprinzip des erfindungsgemäßen Verfahrens ist in der Lehre
des Patentanspruchs 1 zusammengefaßt, die gem. Unteransprüchen vorteilhaft ergänzt
und weitergebildet werden kann.
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Der auf die erfindungsgemäße Vorrichtung gerichtete Hauptanspruch
umfaßt die wesentlichen Teile einer Vorrichtung, mit der sich das erfindungsgemäße
Verfahren vorteilhaft verwirklichen läßt. Auch dieser Vorrichtungshauptanspruch
kann nach der Lehre weiterer Unteransprüche in verschiedenen Richtungen vorteilhaft
weitergebildet sein.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und die zu seiner Durchführung geeignete
Vorrichtung lassen sich dahingehend charakterisieren, daß im Gegensatz zu den bisher
bekannten Luftreinigungsgeräten mit einer elektrostatischen Filtereinheit und ggfs.
einer oder mehreren vor- oder nachgeschalteten mikroporösen Filter stufen (insbesondere
Aktivkohle) das Gas, welches durch
das mikroporöse Filter strömengelassen
wird, zuvor durch ein elektrostatisches Feld mittels eines Hochspannungsgenerators
ionisiert wird, , dessen einer Ausgangspol direkt mit dem Filter verbunden und dessen
Gegenpol als freistehender Pol im Gasstrom vor dem Filter angeordnet ist, so daß
das Gas vor Eintritt in das mikroporöse Filter ionisiert wird.
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Überraschenderweise hat sich gezeigt, daß durch den unmittelbaren
Anschluß des einen Pols der Hochspannungsquelle an das Filter eine ganz wesentliche
Verbesserung der Filterwirkung eintritt. In größerem Umfang mit einer nachfolgend
beschriebenen Versuchsapparatur durchgeführte Versuche haben ergeben, daß die Filterwirkung
bei schadstoffbelasteten Gasen, insbesondere bei stark mit Tabakrauch belasteter
Luft um mehrere Größenordnungen gegenüber herkömmlichen elektrostatischen Filtern
verbessert wird. Dies wird in erster Linie auf die sehr große innere Oberfläche
mikroporöser Filter, insbesondere von Aktivkohlefiltern zurückgeführt; diese innere
Oberfläche wirkt zum großen Teil als elektrostatische Abscheidungsfläche.
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Um hier zu einem Vergleich zu kommen, sei darauf hingewiesen, daß
beispielsweise die spezifische innere Oberfläche von für Gasschutzgeräte verwendeter
Aktivkohle 4 - 10.106cm2/q beträgt, d.h. ein Gramm Gasschutz-Aktivkohle hat eine
spezifische innere Oberfläche von beispielsweise 500Im2, die in Relation zu setzen
wären zu den bisher üblichen elektrostatischen Abscheidungsplatten mit 2 einer Gesamtfläche
von beispielsweise 0,2 m2.
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Die Wirkung mikroporöser Filter auf einzelne Schadstoffe in Flüssigkeiten,
Dämpfen und insbesondere Gasen
ist natürlich bekannt. So wirkt
für den Gasschutz geeignete Aktivkohle u.a. adsorbierend auf Kohlenmonoxyd (CO),
hat aber so gut wie keinen Einfluß auf andere Schadstoffe, die im Zigaretten- und
Tabakrauch enthalten sind, insbesondere beispielsweise Teer- und Nikotinkondensate.
Gerade die beiden letztgenannten Rauchrückstände werden in Räumen häufig als besonders
störend empfunden.
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Das neuartige Gasreinigungsverfahren führt hier zu einem durchschlagenden
Erfolg: Durch die Ionisierung des Gases vor Eintritt in das mikroporöse Filter wird
erreicht, daß dieses Filter in Kombination direkt als elektrostatisches Filter mit
riesiger Abscheidungsfläche und als spezifisches mechanisches Filter wirkt. Die
durchgeführten Versuche, insbesondere mit Zigarettenrauch ha-ben ergeben, daß mit
einem einzigen, vergleichsweise kleinen Gasmaskenfilter eine nahezu 100 %ige Reinigung
der Luft eines größeren Wohnraums in kürzester Zeit erreicht werden konnte. Tatsächlich
war die Reinigungszeit nur bestimmt durch die Leistungsfähigkeit des die Luft zu-
bzw. abführenden Lüfters und die zumutbare Strömungsgeschwindigkeit im Gerät bzw.
Raum. Es zeigte sich nicht nur eine wesentlich verbesserte Filterwirkung hinsichtlich
der unsichtbaren und geruchfreien Verbrennungsrückstände, wie beispielsweise Kohlenmonoxyd,
sondern auch eine vollständige Beseitigung sämtlicher Rauch- und Kondensatrückstände.
Das im Test benutzte Aktivkohlefilter blieb auch nach längerer Benutzungsdauer vollkommen
geruchfrei, was darauf schließen läßt, daß die Kondensat- und sonstigen Verbrennungsrückstände
im inneren Oberflächenbereich des Aktivkohlefilters festgehalten wurden, so daß
die geruchsbindende Wirkung solcher Filter optimal ausgenutzt werden kann.
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Die Reinigungswirkung und Reinigungsleistung des erfindungsgemäßen
Verfahrens hängt, abgesehen vom Filter-oder Strömungsquerschnitt für das Gas, der
Konrgröße, dem Schüttgewicht und der Porosität des mikroporösen Filtermaterials,
vor allem vom Grad der Ionisierung des Gases vor Eintritt in das mikroporöse Filter
ab. Die Versuche haben ergeben, daß der Elektrodenabstand, also der Abstand zwischen
der freistehenden Gegenelektrode und der Filteroberfläche nur einen relativ geringen
Einfluß auf die Filterwirkung hat, dagegen eine Erhöhung der angelegten Spannung
zu einer Erhöhung des Ionisierungsgrads und damit zu einer Verbesserung der Filterwirkung
führt. Entsprechendes gilt, wenn bei erhöhter Leistung der Hochspannungsquelle eine
Mehrzahl von freistehenden Polen vorgesehen wird.
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Hinsichtlich der konstruktiven Gestaltung des oder der dem Filter
gegenüber und in Gasströmungsrichtung vor diesem stehenden freien Elektrode(n) ist
es wichtig, daß die den Ausgangspunkt des elektrostatischen Felds bildende Elektrode
eine möglichst hohe Ionisierungswirkung durch Feldkonzentration, d.h.hohe Feldstärke
in diesem Bereich zu verbessern. Demgemäß kommen in erster Linie rasierklingenartige
Schneidkantenelektroden oder auch Nadelelektroden infrage, wie sie beispielsweise
bei bekannten Geräten zur Luftionisierung verwendet werden.
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Das erfindungsgemäße Verfahren eignet sich besonders gut zur Raumluftreinigung,
wobei als wesentlicher Nebeneffekt zugleich eine definiert einstellbare Ionisierung
der Raumluft erreicht werden kann. Es ist bekannt, daß
ein bestimmter
Ionisierungsgrad der Atemluft das menschliche Wohlbefinden steigern oder umgekehrt
zum Ermüden beitragen kann. Insbesondere wirkt ein überschuß an positiven Ionen
ermüdend, während eine Erhöhung der negativen Umgebungsluftionen belebend wirkt.
Ein Überschuß an vor allem positiven Ionen trägt zudem zur vermehrten Verstaubung
von Räumen bei. So ist es die Erfahrung jeder Hausfrau, daß im Umkreis des Fernsehgeräts
die Staubabscheidung wesentlich größer ist als auf sonstigen Möbelstücken u.dgl.
Dies ist darauf zurückzuführen, daß für den Nachbeschleunigungsabschnitt der Fernsehbildröhre
eine relativ leistungsstarke Hochspannungsquelle benötigt wird, die positive Ionen
in großem Umfang freisetzt. Die oft beobachteten Ermüdungserscheinungen beim abendlichen
Fernsehprogramm dürften daher nicht nur auf die Programmqualität sondern auch auf
die erhöhte Anzahl freigesetzter positiver Luftionen zurückzuführen sein. Mit dem
erfindungsgemäßen Luftreinigungsverfahren und einer dafür geeigneten Vorrichtung
läßt sich in vorteilhafter Weise eine Kompensation insbesondere überschüssiger positiver
Luftionen dadurch erreichen, daß der freie scharfkantige oder spitze Pol des elektrostatischen
Felds auf die negative Klemme des Hochspannungsgenerators gelegt wird, dessen positive
Klemme dann an das mikroporöse Filter anzuschließen ist. Das Luftreinigungsgerät
setzt dann negative Ionen frei, die - wie erwähnt - belebend wirken.
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Hinsichtlich der unterschiedlichen Wirkungen positiver und negativer
Uberschußionen in der Luft sei beispielshalber auf die DT-PS 12 61 295 verwiesen,
die ein u.a.
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auch mit einem vorgeschalteten Aktivkohlefilter kombiniertes Gerät
zur Einstellung des Ionengehalts der in
Wohnräumen enthaltenen
Luft beschreibt.
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Für die Wirkung des erfindungsgemäßen Verfahrens ist es ohne wesentliche
Bedeutung, in welcher Polungsrichtung das mikroporöse Filter angeschlossen wird.
Um den Ionisierungsgehalt der Luft eines zu reinigenden Raums einzustellen, kann
daher vorgesehen werden, den Hochspannungsgenerator mit einem Umschalter, beispielsweise
einen durch einen Zeitschalter steuerbaren Umschalter zu versehen, über den die
Polungsrichtung des elektrostatischen Felds von Zeit zu Zeit umgekehrt werden kann.
Falls keine oder nur eine geringe Luftionisierung gewünscht wird, kann ein in Gasströmungsrichtung
nach dem Filter liegender Ionenabsorber, beispielsweise in Form eines auf Masse-
oder Gegenpotential liegenden Metallgitters oder in Form von Metallkugeln verwendet
werden.
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Für das mikroporöse Filter kommen prinzipiell alle mikroporösen Filtermaterialien
infrage. Wichtig ist nur, daß eine wenigstens als elektrisch halbleitend zu bezeichnende
Schicht an der mikroporösen inneren Oberfläche vorhanden ist, um das elektrostatische
Feld voll zur Wirkung zu bringen. Besonders gut eignet sich die bereits erwähnte
Aktivkohle. Insbesondere zur Luftreinigung ist es zweckmäßig, eine Gasschutzkohle,
wie sie etwa für Gasmasken Verwendung findet, vorzusehen. Auch andere Filtermaterialien
kommen infrage, so z.B. bis zu einem gewissen Grad leitend gemachte Keramikfilter,
mikroporöse Kunststoffilter, Kieselgur und andere.
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Das erfindungsgemäße Verfahren und eine zu seiner Durchführung geeignete
Vorrichtung läßt sich vorteilhaft
mit anderen Luftreinigungsmaßnahmen
kombinieren. Obwohl beispielsweise Aktivkohle insbesondere in Verbindung mit einem
elektrostatischen Feld gemäß der Lehre der Erfindung eine hohe Adsorptionswirkung
auch gegen Keime hat, kann eine Kombination mit einer Ultraviolett-Bestrahlungsanlage
als Zusatz vorgesehen sein.
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Der Einsatzbereich der Erfindung ist prinzipiell unbeschränkt: Uberall
dort, wo Gase gereinigt werden sollen, kann das Verfahren vorteilhaft eingesetzt
werden.
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Speziell bei der Luftreinigung kommt die Anwendung in Büros, Wohnräumen,
Praxisräumen, in Konferenzräumen, Abluftkammern, aber auch in Krankenhäusern zur
Entkeimung beispielsweise in Operationssälen infrage. Ein wichtiger Anwendungsbereich
wird auch das Auto sein; hier ist nicht nur an eine Umwälzung und Reinigung des
Luftvolumen im Inneren des Wagens, sondern auch an eine Vorreinigung der von außen
zuzuführenden Frischluft zu denken. In größeren Einheiten kommt auch die Anwendung
zur Luftreinigung an verkehrsreichen Plätzen, Straßen und in Straßentunneln infrage.
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Die Erfindung wird nachfolgend unter Bezug auf die Zeichnung in wenigen
beispielsweisen Ausführungsformen näher veranschaulicht. Es zeigen: Fig. 1 die Prinzipdarstellung
einer Versuchsanordnung, mit der die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens
untersucht wurde; Fig. 2 den prinzipiellen Grundaufbau eines möglichen Geräts zur
Raumluftreinigung;
Fig. 3 ein Gerät zur Raumluftreinigung, bei
dem die Luftströmung im Gerät durch eine Heizeinrichtung geringer Leistung bewirkt
wird; Fig. 4 den Prinzipaufbau eines Geräts zur Luftrinigung mit höherer Leistung
und Fig. 5 den Prinzipaufbau einer anderen leistungsstarken Ausführungsform eines
Luftreinigungsgeräts.
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Die Wirksamkeit des erfindungsgemäßen Verfahrens wurde zunächst mit
der in Fig. 1 dargestellten Versuchsanordnung untersucht. In ein Kunststoffglasrohr
1 mit einem lichten Durchmesser von ca. 10 cm wurde ein mittelbis feinporiges Aktivkohlefilter
2 quer zur Strömungsrichtung des Gases von unten nach oben eingesetzt. Das Filter
2 wurde an den positiven Pol eines Gleich-Hochspannungsgenerators 3 angeschlossen,
der bei einer Leistung von weniger als 10 Watt in der Lage war, eine Gleich-Hochspannung
von 5 - 15 kV abzugeben. (Der Schaltungsaufbau solcher Hoch-Gleichspannungsgeneratoren
ist bekannt und bedarf hier keiner weiteren Erläuterung. Infrage kommen prinzipiell
alle Methoden, die zur Erzeugung einer Hoch-Gleichspannung relativ geringer Leistung
geeignet sind, so etwa die Hochtransformation einer Netzspannung und die nachfolgende
Gleichrichtung, Spannungsverdoppler-Kaskadeschaltungen mit Diodenelementen und dazwischengeschalteten
Speicher- und Glättungskondensatoren usw.) Der negative Pol des Hoch-Gleichspannungsgenerators
3 wurde über eine Durchführung 4 im Zylinder 1 an eine Nadelelektrode 5 angelegt,
deren Spitze etwa auf die Mitte der Aktivkohletablette 2 ausgerichtet war. Die Lage
der Spitze'relativ zum Querschnitt des Filters ist
jedoch von untergeordneter
Bedeutung, ebenso der axiale Abstand zwischen dem Filter 2 und der Elektrode 5.
Wichtig ist nur, daß die Spitze der Elektrode 5 der dem Filter nächststehende Punkt
der Gegenelektrode des zwischen der Elektrode 5 und dem Filter 2 aufgebauten elektrostatischen
Felds ist.
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Die Reinigungswirkung wurde in erster Linie mit stark durch Zigaretten-
und Tabakqualm belasteter Luft untersucht. Die Filterwirkung wurde erwartungsgemäß
bei unveränderter Spannung und Anzahl der freien Elektroden besser, wenn eine dickere
Filterschichtstärke oder zwei Aktivkohlefilter - beide auf Hochspannungspotential
gelegt - hintereinandergeschaltet wurden. Es zeigte sich jedoch, daß nur bei Ausnützung
der durch die Ionisierung entstehenden Strömung die Filterwirkung nur einer einzelnen
Aktivkohletablette bereits so gut ist, daß weit über 90% der gesamten Schadstoffe
herausgezogen werden.
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Eine Verbesserung der Filterwirkung wurde bei Verwendung einer scharfkantigen
Klinge (im Versuch war dies eine Rasierklinge)anstelle der Nadelelektrode erreicht.
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Wie bei der Nadelelektrode, so entsteht auch bei der Klingenelektrode
eine hohe Konzentration des elektrischen Felds an der Spitze bzw. Kante mit einer
starken Ionisierungswirkung. Eine weitere Verbesserung wurde bei Erhöhung des Ionisierungsgrads
durch Erhöhung der Feldstärke des elektrostatischen Felds bzw. Erhöhung der Potentialdifferenz
zwischen der Elektrode 5 und dem Filter 2 erreicht. Entsprechendes gilt für eine
Erhöhung der Anzahl der Elektroden 5 bei gleichbleibender Spannung.
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Eine Umpolung am Hochspannungsgenerator so, daß die Elektrode 5 auf
positivem und das Filter 2 auf negativem Potential lag, ergab keine feststellbare
Beeinträchtigung der Filterwirkung.
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Die Fig. 2 zeigt das Prinzip eines Raumluftreinigungsgeräts, bei
dem das erfindungsgemäße Verfahren verwirklicht ist: In einem rückseitig geschlossenen
Gehäuse 10 ist ein auswechselbares mikroporöses Filter 11, insbesondere ein Aktivkohlefilter
in Form eines Zylinders enthalten, das von einem in dem Gerät enthaltenen Hochspannungsgenerator
aus mit einem positiven oder ggfs. auch negativen Potential beaufschlagt wird. Im
vorderen dem Betrachter zugekehrten Teil des Gehäuses 10 ist ein Lüfter 12 angeordnet,
der im Bedarfsfall Luft ansaugt und durch das Filtergehäuse drückt. Zwischen dem
Lüfter 12 und dem Filter 11 befindet sich eine das durchtretende Gas ionisierende
Baugruppe 13, deren prinzipieller Aufbau im unteren Teil der Fig. 2 herausgezeichnet
ist: An einem isolierenden Ring 14 ist eine Mehrzahl nach innen stehender und ggfs.
in Strömungsrichtung abgebogener Nadelelektroden 15 befestigt, die mit dem anderen
Pol des Hochspannungsgenerators verbunden sind. Beim Vorbeiströmen des durch den
Lüfter 12 geförderten Gases an den Elektroden 15 wird das Gas ionisiert und gelangt
dann in das elektrostatische Aktivkohlefilter 11. Die Anordnung der Ionisierungselektroden
15 kann selbstverständlich in konstruktiver Hinsicht auch anders gestaltet sein.
So kann anstelle dieses Nadelkranzes eine sternförmige Anordnung von Klingen vorgesehen
sein, die an einem koaxialen Kern befestigt im
Innenraum des Filterzylinders
stehen, wobei ein allseitiger gleicher Abstand zur Innenfläche des Filters möglichst
eingehalten werden sollte. Auch können im Strömungsweg des Gases gespannte Drähte
verwendet werden, jedoch ist die Ionisierungswirkung von gespannten Drähten nicht
so gut wie die bei scharfkantigen Klingen- oder Nadelelektroden.
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Die Vorrichtung nach Fig. 3 entspricht im Aufbau der nach Fig. 2
mit dem Unterschied, daß der Lüfter 12 durch eine Heizeinrichtung 16 ersetzt ist,
die die ohnehin aufgrund der Ionisierung durch die Elektroden 15 vorhandene Strömungswirkung
unterstützt. Der Einlaß der schadstoffbelasteten Luft erfolgt an der Unterseite
durch Lufteinlaßschlitze 17. Das elektrostatische mikroporöse Filter 11 ist im oberen
Teil des Gehäuses 10 untergebracht.
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Die Fig. 4 zeigt ein leistungsstärkeres Filter mit erfindungsgemäßen
Merkmalen: Die schadstoffbelastete Luft wird durch zwei an gegenüberliegenden Seitenwänden
des Gehäuses 10 angeordneten Gebläsen 121, 122 angesaugt und strömt dann an einer
Anordnung von parallel geschalteten Ionisierungselektroden 151, 152 vorbei und durch
das elektrostatische Aktivkohlefilter 11 hindurch. Zur ergänzenden Vorreinigung
und Entkeimung können ein mechanisches Grobfilter 17 und ein W-Lichtfilter 18 vorgeschaltet
sein.
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Der in Fig. 4 gezeigte Filteraufbau würde sich zur Luftreinigung für
größere Räume eignen. Auch hier wird eine noch höhere Reinigungswirkung erzielt,
wenn die Nadelkranzelektroden durch sternförmig angeordnete und in Axialrichtung
im Inneren des Filters 11 verlaufende
Klingen- oder Kammelektroden
ersetzt wird. Ein optimaler Luftdurchsatz und Strömungswert von ca. 0,25 m/sec bei
allseitiger Durchströmung, wie er beispielsweise für Operationsräume gefordert wird,
aber auch für Wohnräume als optimaler Wert ermittelt wurde, läßt sich durch großflächigen
Austritt der gereinigten Luft aus dem Filter 11 erreichen, wie er in den Fig. 2-4
veranschaulicht ist.
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Bei der Ausführungsform eines erfindungsgemäßen Filters nach Fig.
5 ist die dem hohlzylinderförmigen Aktivkohlefilter 11 zugeordnete Elektrode 20
im Inneren als in Axialrichtung verlaufende Schneidkantenelektrode mit vier sternförmig
angeordneten Schneiden 21 ausgebildet. Die scharfen freien Kanten der Schneiden
21 weisen von der Innenfläche des Filters 11 alle gleichen radialen Abstand über
die axiale Länge des Filters auf. Die Gaszuführung erfolgt beispielsweise mittels
eines nicht gezeigten Lüfters in Richtung der Pfeile A also in Axialrichtung in
das Inner Filters. An den scharfen Kanten der Schneiden 21 wird das Gas ionisiert
und tritt dann durch das auf hohem Gegenpotential zum Potential der Elektrode 20
liegende Filter 11 hindurch (Pfeile B).
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Die Leistungsfähgikeit dieses aus handelsüblichen, zylinderförmigen
Filterelementen aufgebauten elektrostatischen Aktivkohlefilters läßt sich im Baukastenprinzip
durch weitere Filterelemente 11' erhöhen. Auch kann zu einer weiteren Verbesserung
der Ionisierung die sternförmige Elektrode um weitere vier oder acht Schneiden ergänzt
sein. Anstelle der Schneiden 21 können auch kammartige Elemente mit ebenfalls guter
Wirkung vorgesehen
sein. Das Filter 11 ist vorzugsweise endseitig
durch einen nicht dargestellten Deckel verschlossen,um eine optimale radiale Verteilung
des durchströmenden Gases und eine niedrige Austrittsgeschwindigkeit aus dem Filter
bei hohem Gasdurchsatz zu erreichen.
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Selbstverständlich kommen auch andere konstruktive Gestaltungen infrage,
je nach dem Anwendungszweck eines solchen Geräts. Die dargestellten prinzipiellen
Ausführungsformen sind daher nur als Ausführungsbeispiele ohne Einschränkung des
Erfindungsgedankens zu verstehen.
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Leerserite