DE2908085C2

DE2908085C2 -

Info

Publication number: DE2908085C2
Application number: DE19792908085
Authority: DE
Inventors: Heinz 4390 Gladbeck De Hoelter; Heinrich 4600 Dortmund De Gresch; Heinrich 4390 Gladbeck De Igelbuescher
Original assignee: HOELTER GESELLSCHAFT fur PATENTVERWERTUNGSVERFAHREN MBH 6500 MAINZ DE
Current assignee: HOELTER GESELLSCHAFT fur PATENTVERWERTUNGSVERFAHREN MBH 6500 MAINZ DE
Priority date: 1979-03-02
Filing date: 1979-03-02
Publication date: 1990-03-08
Also published as: DE2908085A1

Description

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, darunter Schichten aus Aktivkohle oder Ak tivkoks und Natronkalk, die jeweils an luftdurchlässiges Trägermaterial gebunden oder zwischen luftdurchlässigen Trägermaterialien gehalten sind.

Ein solches Filter wird in der DE-OS 28 20 314 beschrieben.

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 Frischluft unter anderem Kohlenwasserstoff-Verbindungen, Stickoxyde, saure Gase wie z. B. Schwefeldioxyd und andere Schwefelverbindungen sowie Kohlendioxyd. Außerdem enthält die angesaugte Frischluft auch Kohlenmonoxyd. Diese unterschiedlichen Schadstoffe lassen sich im allgemeinen nicht mit einer einzigen Sorp tionsmasse aus der Frischluft herausfiltern. Verwendet man unterschiedliche Sorptionsmassen, dann verbrauchen diese sich auch unterschiedlich schnell, je nach dem Anfall der verschiedenen Schadstoffe. Deswegen ist bereits vorgeschlagen worden, die unterschiedlichen Sorp tionsstoffe 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.

Der Erfindung liegt die Aufgabe zugrunde, ein Filter der eingangs be schriebenen 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 als Sorptionsmasse zusätzlich eine Schicht aus Kalziumchlorid und daß eine als CO-Katalysator ausgebildete Schicht vorgesehen ist.

Dadurch, daß das Filter eine zusätzliche Kalziumchlorid schicht enthält, wird zum einen aus der angesaugten Frisch luft CO₂ zurückgehalten und zum anderen die von der Frisch luft mitgeführte Feuchtigkeit. Zweckmäßig ist es, zu der Kalziumchloridschicht im Filter eine als CO-Katalysator aus gebildete Schicht anzuordnen. Dadurch wird im CO-Katalysator das von der Frischluft mitgeführte schädliche Kohlenmonoxyd in Kohlendioxyd 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. 50% MnO₂, ca. 30% CuO, ca. 15% Kobaltoxid und ca. 5% Ag₂O 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 bei feuchtem Wetter und bei Frost. Dadurch ändert 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 wasser abstoßenden Kunststoffmaterial. Es besteht auch die Möglich keit, die Gewebebahnen aus miteinander verwebten Edelstahl- oder Kunststoff-Fäden aufzubauen. Da diese Materialien kein Wasser aufnehmen, bleibt der Durchgangswiderstand der Schich ten für die angesaugte Frischluft auch bei sehr feuchtigkeits haltiger 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 ge kennzeichnet, daß die Schichten als ineinander steckbare, rohrförmige Hülsen ausgebildet sind, die dann in einem eben falls rohrförmigen Filtergehäuse in horizontaler oder vertika ler 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 Kalzi umchloridschicht, dann die Aktiv-Kohle- bzw. Aktiv-Koks-Schicht und die Natronkalkschicht sowie schließlich die CO-Katalysa tor-Schicht anzuordnen. Das hat den Vorteil, daß zunächst die von der Frischluft mitgeführte Feuchtigkeit in der Kalzium chlorid-Schicht bleibt und daß Stickoxide und Schwefeldioxid aus der Frischluft ausgefiltert werden, bevor diese den CO-Ka talysator erreicht. Andernfalls würde die Gefahr bestehen, daß die Metalloxide des CO-Katalysators von den Schadstoffen an gegriffen würden. Andere Reihenfolgen sind jedoch möglich, insbe sondere können auf die CO-Katalysatorschicht eine Natronkalkschicht und eine weitere CO-Katalysatorschicht folgen, so daß auch bei nicht rechtzeitiger Auswechslung der vorher angeordneten Schichten die CO/CO₂ Umwandlung mit Sicherheit vollständig erfolgt.

Im folgenden werden in der Zeichnung dargestellte Ausführungs beispiele der Erfindung erläutert; es zeigt

Fig. 1 in schematischer Darstellung einen Schnitt durch ein Filter für die Frischluftzufuhr zu Autokabinen,

Fig. 2 eine Seitenansicht einer anderen Aus führungsform des Gegenstandes nach Fig. 1,

Fig. 3 einen Schnitt in Richtung III-III 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 dargestell te, zu einer Autokabine führende Frischluftleitung geschaltet ist.

Bei dem in Fig. 1 dargestellten Ausführungsbeispiel weist das Filter ein kastenförmiges Gehäuse 1 mit einem nicht dargestell ten, lösbaren Deckel auf, das innenseitig Führungsschienen 4 für in das Gehäuse 1 einschiebbare Filterplatten 5, 6, 7, 8 be sitzt. Die Filterplatten 5-8 sind so in das Gehäuse einge schoben, daß die durch den Einlaßstutzen 2 in das Gehäuse 1 tretende, zu filternde Frischluft die Filterplatten nachein ander senkrecht zur Plattenebene durchströmen muß, bevor sie durch den Auslaßstutzen 3 in die Autokabine gelangen kann.

Die Filterplatten 5-8 bestehen jeweils aus zwei im wesent lichen zueinander parallelen Gewebebahnen aus metallischen oder wasserabstoßenden Kunststoff-Fäden und zwischen diesen Gewebebahnen gehaltenen Sorptionsmassen. Bei Verwen dung von metallischen Fäden werden Edelstahlfäden bevorzugt. Jedenfalls sind die Filterplatten 5-8 jeweils selbständige Filterelemente, die unabhängig voneinander ausgewechselt wer den können, wenn die in ihnen gehaltene Sorptions masse verbraucht ist.

Im einzelnen enthält die zunächst von der Frischluft durch strömte Filterplatte 8 als Sorptionsmasse Kalzium chlorid, das in der Frischluft enthaltenes SO₂ 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 Stick oxide und außerdem Kohlenwasserstoffe adsorbiert. Die Füllung der Filterplatte 6 besteht aus Natronkalk, das ist ein Gemisch aus Ätznatron und Ätzkalk, das durch Löschen von gebranntem Kalk mit konzentrierter Natronlauge erhalten wird. Dieser Na tronkalk filtert saure Gase, wie z. B. SO₂, NO₂ und CO₂ aus der Frischluft heraus. Die Filterplatte 5 dient als CO-Katalysator und enthält ein Gemisch von Metalloxiden, z. B. ein Gemisch aus ca. 60% MnO₂ und ca. 40% CuO oder ein Gemisch aus ca. 50% MnO₂, ca. 30% CuO, ca. 15% Kobaltoxid und ca. 5% Ag₂O. In der Filter platte 5 wird das von der Frischluft mitgeführte schädliche Kohlenmonoxid in Kohlendioxid umgewandelt.

Das in den Fig. 2 und 3 dargestellte Filter weist ein topf artiges 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 lös baren Deckel 10 verschlossen, der nach Lösen von Schraubver bindungen 11 abgenommen werden kann.

In das rohrförmige Gehäuse 1 sind den Filterplatten 5-8 ent sprechende, zueinander konzentrisch angeordnete Filterhülsen 12-15 eingesetzt. Nach dem Verschließen des Gehäuses 1 mit dem Deckel 10 strömt die durch den Einlaßstutzen 2 eintreten de Frischluft im wesentlichen radial durch die Filterhülsen 15-12 und wird dabei, wie oben erläutert, von den mitge führten Schadstoffen befreit, bevor sie über die Auslaßstutzen 3 in die Autokabine geleitet wird. Der Luftstrom durch das Filter 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 zu geordneter 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 Kilometerleistung von ca. 15 000 km ausgewechselt werden, während die Filterplatte 5 bzw. die Fil terhülse 12 (CO-Katalysator) in der Regel erst später ausge wechselt zu werden braucht, weil sie länger haltbar ist.

Claims

1. Filter für die Frischluftzufuhr zu Autokabinen mit mehreren in Strömungsrichtung der zu filternden Luft hintereinander geschalteten und unabhängig voneinander auswechselbaren Schichten aus unterschiedlichen Sorptionsmassen, darunter Schichten aus Aktivkohle oder Aktivkoks und Natronkalk, die jeweils an luftdurchlässiges Trägermaterial gebunden oder zwischen luftdurchlässigen Trägermaterialien gehalten sind, dadurch gekennzeichnet, daß als Sorptionsmasse zusätzlich eine Schicht aus Kal ziumchlorid und daß eine als CO-Katalysator ausgebildete Schicht vorgesehen ist.

2. Filter nach Anspruch 1, dadurch gekennzeichnet, daß der CO-Katalysator (5 bzw. 12) eine Schicht aus einem Gemisch von Metall oxiden aufweist.

3. Filter nach Anspruch 2, gekennzeichnet dadurch, daß das Gemisch der Metalloxide de CO-Katalysators aus ca. 60% MnO₂ und ca. 40% CuO oder ein Gemisch aus ca. 50% MnO₂, ca. 30% CuO, ca. 15% Kobaltoxid und ca. 5% Ag₂O besteht.

4. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das luftdurchlässige Trägermaterial ein Nadelvlies ist, mit dem die Sorptionsmassen eingebettet oder eingeschlossen sind.

5. Filter nach einem der Ansprüche 1 bis 3, dadurch gekennzeichnet, daß das luftdurchlässige Trägermaterial eine Gewebebahn ist.

6. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebebahn aus einem metallischen Material besteht.

7. Filter nach Anspruch 6, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebebahn aus einem Edelstahl besteht.

8. Filter nach Anspruch 5, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebebahn aus einem wasserabstoßendem Kunststoffmaterial besteht.

9. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 5-8, dadurch gekennzeichnet, daß die Gewebebahn aus miteinander verwebten Edelstahl- und Kunst stoffäden besteht.

10. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten als plattenförmige Elemente (5 bis 8) ausge bildet sind.

11. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-9, dadurch gekennzeichnet, daß die Schichten als ineinander steckbare rohrförmige Hülsen (12 bis 15) ausgebildet sind.

12. Filter nach einem oder mehreren der Ansprüche 1-11, dadurch gekennzeichnet, daß in Strömungsrichtung der zu filternden Luft zunächst die Kalziumchloridschicht (8, 15), dann die Aktiv kohle oder eine Aktivkoks-Schicht (7, 14), dann die Natronkalkschicht (6, 13) sowie schließlich die CO-Katalysator-Schicht (5, 12) angeordnet ist.

13. Filter nach Anspruch 12, dadurch gekennzeichnet, daß auf die CO-Kata lysatorschicht eine Natronkalkschicht und eine weitere CO-Katalysatorschicht folgen.