DE2908085A1

DE2908085A1 - Filter fuer die frischluftzufuhr zu autokabinen

Info

Publication number: DE2908085A1
Application number: DE19792908085
Authority: DE
Inventors: Heinrich Gresch; Heinz Hoelter; Heinrich Igelbuescher
Original assignee: HOELTER GES fur PATENTVERWERT
Current assignee: HOELTER GES fur PATENTVERWERT
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1980-09-11
Also published as: DE2908085C2

Description

Filter für die Frischluftzufuhr zu Autokabinen
Die Erfindung betrifft ein Filter für die Frischluftzufuhr zu Autokabinen mit mehreren in Strömungsrichtung der zu filternden Luft hintereinander geschalteten und unabhängig voneinander auswechselbaren Schichten aus unterschiedlichen Sorptionsmassen , die jeweils an luftdurchlässiges Trägermaterial gebunden oder zwischen luftdurchlässigen Trägermaterialien gehalten sind, nach Patent ... (Patentanmeldung P 28 33 374.6).
Derartige Filter werden in den Frischluftansaugkanälen von Autos, insbesondere am Ende dieser Kanäle angeordnet, um Schadstoffe aus der angesaugten Frischluft herauszufiltern und die Insassen der Kabine vor diesen Schadstoffen zu schützen. Insbesondere bei großer Verkehrsdichte findet man als Schadstoffe in der angesaugten Frisc#hluft unter anderem Kohlenwasserstoff-Verbindungen, Stickoxide, saure Gase, wie z.B'. Schwefeldioxid und andere Schwefelverbindungen sowie Kohlendioxid. Außerdem enthält die angesaugte Frischluft auch Kohlenmonoxid. Diese unterschiedlichen Schadstoffe lassen sich im allgemeinen nicht mit einer einzigen Sorptionsmasse aus der Frischluft herausfiltern. Verwendet man unterschiedliche Sorptionsmassen , dann verbrauchen diese sich auch unterschiedlich schnell, je nach dem Anfall der verschiedenen#Scbadstoffe.
Deswegen ist nach dem Hauptpatent vorgeschlagen worden, die unterschiedlichen Sorptiönsstoffe in verschiedenen Schichten anzuordnen, die unabhängig voneinander auswechselbar sind, so daß bei Verbrauch der einen Schicht, die anderen zunächst im Filter verbleiben können, bis auch sie verbraucht sind.
Aufgabe der Erfindung ist es, ein Filter der eingangs beschriebenen Gattung so zu verbessern, daß damit die im Verkehr anfallenden Schadstoffe nahezu vollständig aus der angesaugten Frischluft entfernt werden können.
Diese Aufgabe wird dadurch gelöst, daß die Schichten als Sorptionsmassen jeweils Aktiv-Köhle oder Aktiv-Koks, Kalziumchlorid und Natronkalk aufweisen und daß zusätzlich ein CO-Katalysator vorgesehen ist.
Im allgemeinen reichen die angegebenen Sorptionsmassen aus, um die auch bei hoher Verkehrsdichte anfallenden-Schadstoffe aus der angesaugten Frischluft zu entfernen. Dabei weist den durch die Äktiv-Kohle enthaltende Schicht haupts#chlicit Kohlenwasserstoffe und darüber hinaus auch Stickoxide adsorbiert.
Bei Verwendung von Aktiv-Koks werden hauptsächlich Stickoxide und daneben auch Kohlenwasserstoffe adsorbiert. Die Schicht aus Kalziumchlorid hält in der angesaugten Frischluft enthaltendes S02 ebenso zurück, wie die von der Frischluft mitgeführte Feuchtigkeit. Saure Gase, wie 502, N02 und C02 werden von der Natronkalk-Schicht absorbierts Bei Natronkalk handelt es sich um ein Gemisch aus Ätznatron und Atzkalk, das durch Löschen von gebranntem Kalk mit kdnzentr>ierter Natronlauge entsteht.
Schließlich wird im CO-Katalysator das von der Frischluft mitgeführte Kohlenmonoxid in Kohlendioxid umgewandelt.
Der CO-Katalysator kann ebenfalls als Schicht aufgebaut sein und ein Gemisch aus Metalloxiden aufweisen. Dabei kann es sich insbesondere um ein Gemisch aus ca. 60% MnO2 und ca. 40% CuO oder um ein Gemisch aus ca. 508 MnO2, ca. 30 CuO, ca. 15% Kobaltoxid und ca. 5% Ag20 handeln.
Die genannten Sorptionsmassen liegen in der Regel in körniger Form vor. Um sie im Filter zu halten, können sie in ein Nadelvlies eingebettet oder zwischen Bahnen aus Nadelvlies eingeschlossen sein. Nadelvliese verfilzen jedoch sehr leicht Iiei feuchtem Wetter und bei Frost. Dadurch mindert sich auch ihr Durchgangswiderstand für die angesaugte Frischluft.
Günstiger ist deshalb, auch im Hinblick auf die Wartung und das Auswechseln der einzelnen Schichten, eine Ausführungsform, bei der die Sorptionsmassen zwischen luftdurchlässigen Gewebebahnen eingeschlossen sind. Die Gewebebahnen sollten aus einem wasserabstoßenden Material bestehen, insbesondere einem metallischen Material, z.B. Edelstahl, oder einem wasserabstoßenden Kunststoffmaterial. Es besteht auch die Möglichkeit, die Gewebebahnen aus miteinander verwebten Edelstahl-oder Kunststoff-Fäden aufzubauen. Da diese Materialien kein Wasser aufnehmen, bleibt der Durchgangswiderstand der Schichten für die angesaugte Frischluft auch bei sehr feuchtigkeitshaltiger Luft immer gleich.
Die einzelnen Schichten können z.B. als plattenförmige Elemente ausgebildet sein, die in einem kastenförmigen Filtergehäuse über- bzw. nebeneinander angeordnet werden und im wesentlichen senkrecht zur Plattenebene von der angesaugten Frischluft durchströmt werden sowie dabei die Schadstoffe ausfiltern.
Eine bevorzugte Ausführungsform der Erfindung ist dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten als ineinander steckbare, rohrförmige Hülsen ausgebildet sind, die dann in einem ehenfalls rohrförmigen Filtergehäuse in horizontaler oder vertikaler Anordnung äußerst raumsparend untergebracht werden können, wobei die zu filternde Frischluft im wesentlichen radial durch die hülsenförmigen Schichten strömt.
Zur Reihenfolge der einzelnen Schichten empfiehlt es sich ~in Strömungsrichtung der zu filternden Luft zunächst die Kalziumchloridschicht, dann die Aktiv-Kohle- bzw. Aktiv-Koks-Schicht und die Natronkalkschicht sowie schließlich die CO-Katalysator-Schicht anzuordnen. Das hat den Vorteil, daß zunächst die von der Frischluft mitgeführte Feuchtigkeit in der Kalziumchlorid-Schicht bleibt und daß Stickoxide und Schwefeldioxid aus der Frischluft ausgefiltert werden, bevor diese den CO-Katalysator erreicht. Andernfalls würde die Gefahr bestehen, daß die Metalloxide des CO-Katalysators von den Schadstoffen angegriffen würden. Andere Reihenfolgen sind jedoch möglich, insbesondere können auf die CO-Katalysatorschicht eine Natronkalksc1ii#1iL und eine weitere CO-Katalysatorshicht folgen, so daß auch bei nicht rechtzeitiger Auswechselung der vorher angeordnete31 Schichtt die CO/CO2 Umwandlung mit Sicherheit vollständig erfolgt.
Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausffihrllngsbeispiele der Erfindung erläutert; es zeigen: Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein Filter für die Frischluftzufuhr zu Autokabinen, Fig. 2 eine Seitenansicht einer anderen Ausführungsform des'Gegenstandes nach ,Fig.1, Fig. 3 einen Schnitt in Richtung 111-111 durch den Gegenstand nach Fig. 2.
Das dargestellte Filter weist ein Gehäuse 1 mit Einlaßstutzen 2 und Auslaßstutzen 3 auf, mit denen es in eine nicht dargestellte, zu einer Autokabine führende Frischluftleitung geschaltet ist.
Bei dem in Fig.1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Filter ein kastenförmiges Gehäuse 1 mit einem nicht dargestellten, lösbaren Deckel auf, das innenseitig Führungsschienen 4 für in das Gehäuse 1 einschiebbare Filterplatten 5,6,7,8 besitzt. Die Filterplatten 5 - 8 sind so in das Gehäuse eingeschoben, daß die durch den Einlaßstutzen 2 in das Gehäuse 1 tretende, zu filternde Frischluft die Filterplatten nacheinander senkr#echt zur Plattenebene durchströmen muß, bevor sie durch den Auslaßstutzen 3 in die Autokabine gelangen kann.
Die Filterplatten 5 - 8 bestehen jeweils aus zwei im wesentlichen zueinander parallelen Gewebebahnen aus metallischen oder wasserabstoßenden Kunststoff-Fäden und zwischen diesen Gewebebahnen gehaltenen Sorptionsmassen . Bei Verwendung von metallischen Fäden werden Edelstahlfäden bevorzugt.
die Jedenfalls sind/Filterplatten 5 - 8 jeweils selbstständige Filterelemente, die unabhängig voneinander ausgewechselt werden können, wenn die in ihnen gehaltene Sqrptions -masse verbraucht ist.
In einzelnen enthält die zunächst von der Frischluft durchströmt Filterplatte 8 als Sorptionsmasse Kalziumchlorid, das in der Frischluft enthaltenes S02 und Feuchtigkeit ausfiltert, Die Filterplatte 7 enthält als Sorptionsmasse Aktiv-Kohle, die hauptsächlich Kohlenwasserstoffe und außerdem Stickoxide adsorbiert. Als Füllung für die Filterplatte 7 kann auch Aktiv-Koks verwendet werden, der hauptsächlich Stickoxide und außerdem Kohlenwasserstoffe adsorbiert. Die Füllung der Filterplatte 6 besteht aus Natronkalk, das ist ein Gemisch aus Ätznatron und Atzkalk, das durch Löschen von gebranntem Kalk mit konzentrierter Natronlauge erhalten wird. Dieser Natronkalk filtert saure Gase, wie z.B. S02, N02 und C02 aus der Frischluft heraus. Die Filterplatte 5 dient als CO-Kat#ilysator und enthält ein Gemisch von Metalloxiden, z.B. ein Gemisch aus ca. So% MnO2 und ca. 40% CuO oder ein Gemisch aus ca. 50% NnO2, ca. 30% CuO, ca. 15% Kobaltoxid und ca. 5% Ag20. In der FiAterplatte 5 wird das von der Frischluft mitgeführte schädliche Kohlenmonoxid in Kohlendioxid umgewandelt.
Das in den Figuren 2 und 3 dargestellte Filter weist ein topfartiges Gehäuse 1 mit zylindrischem Querschnitt auf, an dessen Boden 9 der Einlaßstutzen 2 angeschlossen ist. Die dem Boden 9 gegenüberliegende Stirnseite des Gehäuses 1 ist mit einem l~irsbaren Deckel lo verschlossen, der nach Losen von Schraubverbindungen 11 abgenommen werden kann.
In das rohrförmige Gehäuse 1 sind den Filterplatten 5 - 8 entsprechende, zueinander konzentrisch angeordnete Filterhülsen 12 - 15 eingesetzt. Nach dem Verschließen des Gehäuses 1 mit dem Deckel lo strömt die durch den Einlaßstutzen 2 eintretende Frischluft im wesentlichen radial durch die Filterhülsen 15 - 12 und wird dabei, wie oben erläutert, von den mitgeführten Schadstoffen befreit, bevor sie über die Auslaßstutzen 3 in die Autokabine geleitet wird. Der Luftstrom durch das Fi'l,tet ist durch die Linien 16 bezeichnet.
Die räumliche Lage der Gehäuse 1 ist grundsätzlich beliebig.
Die Gehäuse 1 sollten jedoch so angeordnet sein, daß ihr zugeordneter Deckel leicht zugänglich ist, um das Auswechseln verbrauchter Filterplatten bzw. Filterhülsen zu vereinfachen.
Jedes der Filterelemente (Filterplatten bzw. Filterhülsen) kann unabhängig von den anderen ausgewechselt werden, wenn die darin enthaltene Sorptionsmasse verbraucht ist. Zum Beispiel können die Filterplatten 6 - 8 oder die Filterhülsen 13 - 15 bereits nach einer Yilometerleistung von ca. 15.000 km ausgewechselt werden,- während die Filterplatte 5 bzw. die Fig terhülse 12 (CO-Katalysator) in der Regel erst später ausgeweciiselt zu werden braucht, weil sie länger haltbar ist.

Claims

Patentansprüche 1 ilter für die Frischluftzufuhr zu Autokabinen mit mehreren in Strömungsrichtung der zu filternden Luft hintereinander geschalteten und unabhängig voneinander auswechselbaren Schichten aus unterschiedlichen Sorptionsmassen, die jeweils an luftdurchlässiges Trägermaterial gebunden oder zwischen luftdurchlässigen Trägermaterialien gehalten sind, d a .d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schichten (6-8 bzw. 13-15) als Sorptionsmassen jeweils Aktiv-Kohle oder Aktiv-Koks, Kalziumchlorid und Natronkalk aufweisen und daß zusätzlich ein CO-Katalysator (5 bzw. 12) vorgesehen ist.
2. Filter nach Anspruch 1, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß der CO-Katalysator (5 bzw. 12) eine Schicht aus einem Gemisch von Metalloxiden aufweist.
3. Filter nach Anspruch 2, g e k e n n z e i c h n e t d u r c h ein Gemisch aus ca. 60% Mn02 und ca. #o% CuO oder ein Gemisch aus ca. 5o% MnO2> ca. 30% CuO, ca. 15% Kobaltoxid und ca. 5% Ag20.
4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Sorptionsmassen in ein Nadelvlies eingebettet oder zwischen Bahnen aus Nadelvlies eingeschlossen sind.
5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Sorptionsmassen zwischen luftdurchlässigen Gewebebahnen eingeschlossen sind.
6. Filter nach Anspruch 5 7 d a d u r c h g e k e n n -z e 1 c h n e t, daß die Gewebebahnen aus einem metallischen Material bestehen.
7. filter nach Anspruch 6, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Gewebebahnen aus einem Edelstahl bestehen.
8. Filter nach Anspruch 5, d a d u r c h g e k e n n -z e i c h n e t, daß die Gewebebahnen aus einem wasserabstoßenden Kunststoffmaterial bestehen.
9. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 5 bis 8, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Gewebebahnen aus miteinander verwebten Edelstahl- und Kunststofffäden bestehen.
lo. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schichten als plattenförmige Elemente (5 - 8) ausgebildet sind.
11. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 9, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß die Schichten als ineinander steckbare rohrförmige Hülsen (12-15) ausgebildet sind.
12. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1 bis 11, d a d u r c h g e k e n n z e i c h n e t, daß in Stromungsrichtung der zu filternden Luft zunächst die Kalziumchloridschicht (8 bzw. 15), dann die Aktiv-Kohle- bzw.

Aktiv-Koks-Schicht (7 bzw. 14) und die Natronkalkschicht (6 bzw. 13) sowie schließlich die CO-Katalysator-Schicht (5 bzw. 12) angeordnet ist.
13. Filter nach Anspruch 12, d a d u r c h g e k e n n -'z e 1 c h n e t, daß auf die CO-Katalysatorschich.t eine Natronkalkschicht und eine weitere CO-Katalysatorschicht folgen.